张雪峰解锁机电合体新能源汽车驱动电机之心脏如何跳动
导语:新能源汽车的直流电经过高压配电箱,通过永磁同步电机中的 DC/AC 变换器将直流电逆变成交流电,提供给永磁同步电机,使其成为“心脏”,驱动汽车行驶。当车辆滑行或制动时,永磁同步电机会控制使其处于发电状态,将三相交流转换为直流,并通过 AC/DC 变换器将能量回收至动力電池。
一、什么是永磁同步電機
永磁同步電機,即在没有外部励磁的条件下工作,它們依賴於車輛內部的永久性(也就是說它們不會隨時間變化)的磁鐵產生轉矩。這種設計使得它们更为紧凑、轻质和具有较高效率。由于这些特点,它们已经成为目前广泛应用于新能源汽车中的主要驱动设备。
二、驱動電機的分类与工作原理
当前市场上使用最多的是两种类型:无刷异步(BLDC)和内燃式发动机直接连接到传统系统中,而对于纯粹的节能型车辆来说,无刷异步(BLDC)是一种更好的选择,因为它们比传统风扇轮减速器(V-belt driven alternator starter, e-Axle) 更轻,更小,更可靠,并且能够产生更多的功率密度。此外,还有其他几种类型,如 Permanent Magnet Synchronous Machines (PMSMs),这类机械以其高效率、高功率密度和低维护成本而受到青睐。
永磁同期電機
这种类型利用了一个内部恒定的永久性的激励场来产生转矩,这意味着它们不需要额外供给激励力量。这种设计使得他们更加紧凑、轻便并且具有较高效率。这也是为什么我们看到许多现代车辆都采用了这种技术作为主推进单元原因之一。
交流異步電機
当定子绕组接通交流时,转子就会旋转并输出力矩。在楞次定律作用下,感应出的力的方向总是反向于引起感应力的原因,从而导致转子的自旋运动。这正是异步运作所体现的一种现象。因此,他们被称为异步因为他们从未真正地完全与主频运行,而是在随后的时间里逐渐调整自己以匹配这个频率,这样做可以确保平稳启动以及在不同的负载条件下的良好性能表现。
直流無刷異步電機(BLDC)
这是一种特殊形式的无刷伺服马达,由于没有任何带有金属片或触点的地方,所以不会磨损,也不会产生热量。如果要想知道它如何工作的话,那么你就必须考虑它与电子控制单元之间非常紧密的地位。一旦你了解了这一点,你会发现BLDC马达实际上是一个由精确测量线圈构成的小型微调机构,其位置由微电脑程序严格控制,以保证每个角度对应一个确定值,因此它可以准确地操作大量复杂任务。
三、驱動電機在新能源汽車中的作用
尽管我们现在已经讨论过几个不同类型,但重要的是要记住,在新能源汽車中,一切都是关于创造一种新的移动方式——一种既环保又经济又可靠等同于传统燃油内燃式发动机所无法实现的事物。在这样的背景下,我们必须寻找那些能够最大限度地提高效率并减少环境影响同时还能保持灵活性和耐用性的解决方案。而这正是这些先进技术提供给我们的唯一希望。