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        直流無刷電機在汽車產業中的應用

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        據美國市場調查分析,在每輛豪華轎車中,需直流無刷電機59個,一般轎車中也需要20~30個。另一方面。汽車節能日漸受到重視,現代汽車需求所使用的電機改善性能和提高效率,采用扁平盤式結構,以減小空間,提高出力,消除火花干擾,降低噪聲,延長壽命,便于集中控制,這正是直流無刷電機的特長。預計汽車用的有刷直流電機將不斷被直流無刷電機所替代。


        在電動汽車、電動摩托車、電動自行車等交通工具中的直流無刷電機將作為主動力的驅動電機。以環保為目的的電動汽車中,其牽引驅動電機以直流無刷電機最有發展前途。其中,內置式直流無刷電機也稱為混合式永磁磁阻電機,該電機在永磁轉矩的基礎上疊加了磁阻轉矩,磁阻轉矩的存在有助于提高電機的過載能力和功率密度,而且易于弱磁調速,擴大恒功率范圍運行,適合用作電動汽車高效、高密度、寬調速牽引驅動電機。它們已在日本和美國大汽車公司的新車型設計中采用。

         

        隨著技術的不斷提高,新能源電動汽車的未來前景十分廣闊。新能源汽車替代燃油汽車已經是世界各國的普遍共識,世界各國政府對于新能源汽車的支持,是出于對環境和能源問題的終極考慮。據統計,2016年中國新能源汽車產銷量超過50萬輛,保有量突破100萬輛,這兩者在全球的占比均達到了50%,標志著中國新能源汽車已進入成長期。預計再過5年左右時間,中國新能源汽車產業將會進人高速成長期。根據《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020年)》以及《十三五國家戰略性新興產業發展規劃》提出的到2020年實現新能源汽車當年產銷200萬輛以上,累計產銷超過500萬輛的目標來看,未來新能源車整體市場有望實現年均50%的增速。

         

        驅動電機系統是新能源車三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行駛中的主要執行結構,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。從電機類型看,2016年我國新能源汽車驅動電機的裝機量中,永磁同步電機依舊是主流,裝機量超過45萬臺,占比76%;交流異步電機裝機量超過14萬臺,占比23%。

         

        永磁同步電機體積小、質量小、功率密度大、可靠性高、調速精度高、響應速度快,但最大功率較低,且成本較高。由于永磁同步電機具有高的功率密度,其工作效率最高可達97%,能夠為車輛輸出最大的動力及加速度,因此主要用在對能量體積比要求最高的新能源乘用車上。交流異步電機價格低、運行可靠,但其功率密度低、控制復雜、調速范圍小是固有限制,但價格優勢使得其在新能源客車中使用較為廣泛。

         直流無刷電機在汽車產業中的應用

        直流無刷電機在汽車產業中的應用


        全球著名的新能源汽車巨頭特斯拉( TESLA)一直采用感應電機驅動。但是,異步感應電機產生單位轉矩需要的電流較多,因此耗電較大,而且高效區窄,恒轉矩區功率低,進而制約了汽車的性能。和特斯拉的驅動系統不同,以比亞迪為代表的中國電動汽車廠商一直采用直流無刷電機。雖然這種電機結構較復雜、控制系統更復雜且成本高。但是它具備高效區寬、節能性、小體積、輕量化等方面的優點。而隨著比亞迪、精進電動等國內電動汽車企業這種電機的技術進步和量產,直流無刷電機的造價將降低到和三相感應電機相接近的價位區間。最近有報道,特斯拉開始在中國采購釹鐵硼磁體,目的是用于其電動汽車的驅動電機。這意味著特斯拉開始放棄原先的高速異步感應電機加減速器的驅動系統方案,開始采用目前新能源汽車領域許多國家公司最廣泛應用的稀土永磁直驅電機技術路線。

         

        1998~2002年期間,美國國家自然科學基金會(NSF)資助美國國家電力電子中心研發車輛電子動力驅動系統、電子伺服控制系統。線控(X-by-wire)的汽車電子伺服系統在未來將是十分重要的技術,該技術可將車輛中各種獨立的系統(如轉向、制動、懸掛等系統)集成到一起由計算機調控,使汽車的操縱性、安全性以及總體結構大大改善。目前,電子動力轉向盤和線控制動已經在一些歐洲車型上被采用。汽車電子伺服技術是具有革命性的技術,隨著這個技術的使用,許多傳統的機械部件將會在未來的汽車上消失,而越來越多的車用伺服電機將出現在未來的汽車上。

         

        全球最大的汽車零部件企業一美國德爾福汽車系統公司預計,在未來的3-5年內,全世界的汽車將逐步采用電子伺服驅動系統,如電子動力轉向盤和線控制動伺服驅動系統。目前,美國德爾福汽車系統公司正在全球范圍內尋找年產300萬臺以上的電子動力轉向盤的無刷伺服電機合作伙伴。

         

        長期以來。駕駛員一直是通過控制手中的轉向盤來使汽車轉向,該系統傳統的是一個液壓驅動的轉向系統。電動轉向控制系統是德爾福的新技術,電動轉向系統(EPSS)是全電子的、獨立于發動機的轉向系統。該系統不同于傳統液壓泵轉向系統,它由電子直流無刷電機驅動,革除了傳統的液壓泵、軟管、驅動帶或滑輪之類的附件,因此電動轉向系統成為更加高效的環保系統。這一系統能使某些車型的燃油經濟性提高5%。

         

            以上就是直流無刷電機在汽車產業中的應用簡單介紹,希望對大家有所幫助!東莞東昊電機有限公司專注于全球工業自動化領域,致力于高性能,高品質直流無刷電機、步進電機及配套驅動控制器的研發生產,是國內領先的運動控制技術解決方案的高新技術企業。


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