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【编者按】12月26日,以“绿色元年的变革策”为主题的“2010中国新能源汽车发展年会”在北京国际饭店举行。包括工信部、国家发改委、科技部等相关部门及企业在内的近200名官产学各界人士,在两天时间内,对中国新能源汽车的机遇与挑战进行了探讨。
搜狐汽车对论坛全程予以详细报道,以下为北京利维能电源设备有限公司董事长孙晓东孙先生做的专题演讲实录!
交流异步电机的特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠,低转矩脉动、低噪声,不需要位置传感器,转速极限高。目前交流电机的矢量控制调速技术比较成熟,使得异步电机驱动系统具有明显的优势,目前仍然是高速电动汽车驱动系统的主流产品,尤其在美国。但已有被新型永磁同步牵引电机驱动系统逐步取代的趋势。最大缺点是驱动电路复杂、成本高,相对永磁电机而言,异步电机效率和功率密度偏低。
永磁同步电机具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围,发展前景十分广阔,在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者,特别是内置式永磁同步电机,在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩,提高了电机的过载能力和功率密度,而且易于弱磁调速,扩大了恒功率运行范围,适合用作电动汽车的牵引驱动。永磁同步电机区队系统低速时常采用矢量控制,高速时用弱磁控制。
SRD开关磁阻电机驱动系统的主要特点是电机结构紧凑牢固,适合于高速运行,并且驱动电路简单成本低、性能可靠,在宽广的转速范围内效率都比较高,而且可以方便地实现四象限控制,这些特点都很适合在电动车辆的各种工况下运行,是电动车辆中具有潜力的机种。SRD的最大缺点是转矩脉动大,噪声大,此外,相对永磁电机而言,功率密度和效率偏低。驱动电机是电动汽车的关键部件,直接影响整车的动力性及经济性。驱动电机主要包括支流电机和交流电机,目前低速电动汽车主要采用直流换向器电机,高速电动汽车广泛使用的电机主要包括:异步电机、开关磁阻电机和永磁电机。
直流电机驱动系统具有起步加速牵引力大,控制系统较简单等优点。其缺点是有换向器和电刷,当在高速大负载下运行时,换向器表面会产生火花,电刷磨损加快,所以电机的运转速度不能太高。由于直流电机的换向器和电刷需保养,又不适合高速运转,一般不适用于高速电动汽车,但是直流电机驱动系统的低成本及控制简单的特点特别适合低速电动汽车,故目前滞留电机驱动系统仍是低速电动汽车的首选驱动系统。但是通过合理设计电机结构、改进控制技术,这些缺点可得以大大改善,其产品性能基本满足整车需求。
根据国外资料介绍近年来、美欧开发的电动客车多采用交流异步电机,为了降低车重,电机壳体多采用铝合金材料,电机恒功率范围较宽,最高转速可达基速的2-2.5倍。
日本近年来大多采用永磁同步电机,产品功率等级覆盖3-123KW,电机恒功率范围很宽,最高转速可达基速的5倍。
永磁电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源,因此高性能永磁电机是我国车用驱动电机的重要发展方向。
通过提高电机的工作转速,减小电机的体积和质量,进而拓宽回馈制动的范围,采用适当的变速系统及控制策略,可以使回馈制动的允许范围拓宽而适应更多工况,使整车节能更加有效,延长行车里程。
3、驱动电机控制数字化,专用芯片及数字信号处理器的出现,促进了电机的数字化,提高了电机系统的控制精度,有效减小了系统体积,如采用高功能集成模块、新型薄膜电容一体化技术。
通过电机集成(电机与发动机集成或电机与变速箱集成)和集成,有利于建校驱动系统的重量和体积,可有效降低系统制造成本,如动力传动一体化部件,包括电机、减速齿轮、传动轴等等。
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