电机节能技术解密揭秘电动汽车的高效动力系统
当电能被转化为机械能时,电机展现出其作为电动机的工作特性;当机械能被转化为电能时,同样是发挥了它作为发电机的作用。这种将电能与机械能相互转换的装置,我们称之为“永磁同步驱动系统”。在这个过程中,转子、定子绕组、传感器以及外壳和冷却系统都是不可或缺的一部分。这些组件共同构成了新能源汽车领域广泛使用的永磁同步驱动系统。
在这一技术中,“永磁”意味着制造过程中加入了永久性的磁体,使得性能得到了显著提升。而“同步”则指的是转子的旋转速度与定子绕组产生的交流频率保持一致。这使得通过精确控制定子绕组输入的交流频率来调节车速成为可能,而如何调节这段频率正是由电子控制单元所承担。
相比于其他类型的驱动系统,永磁同步驱动系统最大的优势在于其高功率密度和高转矩密度,即在相同质量和体积下,它能够提供更大的推力输出和加速度,这也是为什么它成为了新能源汽车行业首选。除了永磁同步驱动,还有异步驱动也因特斯拉等公司采用而受到关注。在异步驱动中,由于其转子的旋转速度总是小于由定子绕组产生旋轉磁场(即交流)的速度,因此它们通常被称作“不同时序”的异步运动。
虽然成本较低且工艺简单,但由于功率密度和扭矩密度远低于永磁同步运动,所以它们并未得到普遍应用。此外还有轮毂内集成式(WHEV)技术,它将车辆中的所有推进、传递及制动功能集成到轮毂内部,从而减少重量并简化结构,但目前仍面临诸多挑战,如对水密封技术要求严格等。
至于电子控制单元,它们扮演着一个关键角色,不仅管理高压零部件,而且还负责充满充放电设备及直流-直流变换器等相关设备。这一切都依赖于核心功能——对牵引机构进行控制。然而,在实现这一点上存在挑战,因为牵引机构需要直流,而牵引马达需要三相交流,因此必须通过逆变过程,将两者连接起来。当从存储桶端接收到直流后,用以消除谐波,然后利用IGBT开关及其他支持部件将该信号逆变为三相交流供给马达,并通过反馈来自马达上的速计与温计调整,以达到最佳效益。此外,这些单元还用于管理充放装配及DC-DC单元,以确保整个体系正常运行。