电动汽车电机的发展
『壹』 电动汽车的发展前景如何
目前来说,无论是是国外还是国内,对于电动汽车的前景普遍都是看好的。欧盟地区已经宣布于2020年全面取消燃油汽车的销售,而国内,政府对于电动汽车出台补贴政策以及减免购置税和专用车牌、大量建设充电桩等一系列措施,使得电动汽车的销售也是一片火爆,也说明了电动汽车的前景光明。
虽然说纯电汽车的大范围普及还有待于技术的进步,但混合动力的火爆,无疑也是在纯电技术突破之前,一个合理过渡的最佳选择。一旦纯电技术出现革命性的突破,那么毫无疑问,届时纯电动车必然将全面替换和取代燃油车乃至混合动力。
『贰』 新能源汽车永磁同步电机的发展史,究竟是怎样的
电动汽车具有低噪声、零排放、高效率、节能、能源多样化和综合利用等明显优势,成为各国发展的主流。随着永磁材料性能的提高和成本的降低,永磁同步电机(PMSM)以其高效率、高功率因数和高功率密度的优势成为电动汽车驱动系统中的主流电机之一。
电动汽车在美国的发展比日本晚。在美国,感应电机的设计和控制策略已经成熟,因此感应电机是电动汽车的主要驱动电机。而美国也对永磁同步电机进行了研究,成果突出。詹姆士开发的永磁同步电机。歌迪和凯文。SatCon公司的LeRowR.E采用定子双绕组技术,不仅扩大了电机的转速范围,而且有效利用了逆变器的电压,绕组电流小,电机效率高。表4显示了美国SatCon公司开发的电机在不同速度和功率下的效率特性。
『叁』 电动车电机的发展趋势
电动汽车无疑是时下最为“热门”的产品之一,世界各大知名汽车生产厂商都在奋力角逐这一“新鲜事物”,当然国内企业也不甘落后,而电动车整车组配过程中,电机的好坏又直接决定了整车性能的高低,我国电动汽车产业发展与国外差距正在拉大,其中电机的差距尤为明显。由于新能源汽车的发展,纯电动汽车所用电机市场已经成为重点销售方向,虽然很多国内企业都宣称自己拥有全产业链的科研实力,但是真正好的电机一定是需要长期的技术积累,然后才能试制、测试,最终才能走向批量生产。国内真正有实力做新能源电机的整车企业很少,尤其是在乘用车领域,在各企业大力宣扬拥有核心自主的背景下,大家都不愿对外展示作为新能源汽车核心部件之一的电机环节仍处于受制于人的境况。在中国号称做新能源电机的企业很多,但是专业做新能源电机的企业很少,很多企业都是从做传统的机械、船舶等传统工业电机领域转行进入新能源驱动电机领域,几无研发、生产经验。虽然传统工业电机与新能源汽车电机在原理上是相通的,但是在实际制造上还是存在不小区别的。新能源汽车所用电机分为异步电机和永磁电机两种,前者主要用于公交、客运等商用车,而后者主要用于乘用车。由于异步电机的转子无绕组,也无电刷,没有磁感应,功率转换效率低,构造也简单,价格也比较便宜,主要应用于大型客车;而永磁电机电机的转子有绕组,有电刷向转子供电,功率转换效率大,结构较复杂,价格也贵,主要用于对转速要求严厉的环境,比如纯电动乘用车。在此过程中很多电机配套企业都是急忙上马,将传统工业电机进行简单的技术改进,当作新能源汽车电机提供给整车厂。但在国外,生产新能源汽车电机存在着多项严格的技术指标。新能源汽车,尤其是纯电动汽车在爬坡、下坡、平坦路面、颠簸路面等不同路况行驶时,电机的输出功率不一样。国内很多电机厂仅仅是在传统工业电机的生产经验上稍加改进,完全没有考虑到新能源汽车电机的使用环境,会大大缩短使用寿命,且易造成局部过热、线路短路等危险情况。既然都意识到电动汽车电机今后将有广阔的市场,何不严格的从电机的研发、试验、投产进行把控,尽早进行基础性研究,“静下心来”从零做起,真正形成电动汽车电机产业链,以健全的姿态面对触手可得的机遇。
作为新能源汽车中必备的储能设备,动力电池起着举足轻重的作用。铅酸动力电池。
据中国电池工业协会副理事长王敬忠介绍,新能源汽车的发展对动力电池提出了高要求,高性能的先进动力电池的研发和生产逐渐发展起来,其中锂离子动力电池,新型高容量的铅酸动力电池备受关注。
“高性能动力电池是发展新能源汽车产业的重要技术支撑。”中国科学院物理研究所黄学杰如是对记者表示。他认为,提升我国动力电池的产业技术水平,建立产业共性技术开发平台,可以与电池行业发展方向和重点企业需求相结合,解决我国电池生产的技术瓶颈和工艺问题。
在提升电池、电机等核心零部件的基础上,产业体系的竞争力有望提高,并促进2012年新能源汽车在国内的推广加快。
『肆』 电动汽车电机的发展经历
永磁无刷直流电机
通过改变永磁直流电机的定子和转子的位置,就可以得到永磁无刷直流电机。需注意到是“直流”这个术语会引起误解,因为它并不是指直流电机,实际上它采用交流方波供电,所以也称为永磁无刷方波电机。它最大的优点是无刷,消除了电刷带来的许多问题。而且方波电流方波磁场相互作用可以产生更大的转矩。佛山照明沈大卫教授给的全称就是“永磁无刷方波力矩电机”。
永磁无刷同步电机
用永磁材料代替传统同步电机的励磁绕组,就能去掉传统的电刷、滑环和励磁绕组的铜损,由于采用正弦交流电及无刷结构,又叫永磁无刷交流电机。其优点是高能量密度和高效率,其恒功率区域有更宽的转速范围,并可以以矢量控制方法来满足电动汽车的高性能要求。如南车时代的电机。
异步电机驱动系统
异步电机其特点是结构简单、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。
异步电机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,因此被较早应用于电动汽车的驱动系统,仍然是电动汽车驱动系统的主流产品(尤其在美国),但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。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。
『伍』 [填空题]( )和电动机的发明和发展推动了电动汽车的发展
时下,电动汽车已被国家大力推崇,汽车时代在发展,在改变。相信在未来的某一天,开一辆电动汽车回成为常态。
优点
新能源汽车的优点一:环保
纯电动汽车在运行过程中可以做到零污染,完全不排放污染大气的有害气体。即使按所耗电量换算为发电厂的排放,造成的污染也少于传统汽车,因为发电厂的能量转换率更高,而且集中排放可以更方便地假装减排治污设备。
新能源汽车的优点二:省钱
2014年,国家和地方政府给予电动汽车最高11.4万元的补贴,这一举措使电池成本居高不下的电动汽车的售价能够下降到与传统汽车相当的水平。而在油价高企的今天,电动汽车的运行费用是要远小于传统汽车的。
新能源汽车的优点三:噪音小
电动机在运行中的噪音和振动水平都要远远小于传统内燃机。在怠速和低速情况下,电动汽车的舒适性要远高于传统汽车,随着速度的提升,胎噪和风噪成为噪音的主要来源,两者才回到同一水平上。电动汽车的这一特点对于提升汽车的NVH性能无疑会有很大的帮助
新能源汽车的优点四:节能
电动汽车的百公里耗电量为15-20kwh,算上发电厂和电动机的损耗之后,百公里的能耗约为7公斤标准煤。传统汽车按百公里耗油量10L计,能耗约为10公斤标准煤。并且在城市的拥堵环境里,电动汽车的节能优势会进一步放大。
『陆』 新能源纯电动汽车的发展趋势
你好,朋友,很开心为你提供我知道的信息。当前,我国正在贯彻“资源节约型,环境友好型”的发展战略,国家对新能源汽车实施重点扶持政策。目前国家财政扶持节能减排,促进了新能源产业加速发展,并且已成为新一轮汽车促销的亮点。随着油价不断攀升,能源与环保问题日益突出,新能源汽车无疑会成为未来汽车的发展方向。因此,新能源汽车技术专业所培养的人才定然是未来的稀缺人才。
新能源汽车技术专业是国家大力发展电动汽车为主的新能源汽车紧缺人才专业。
新能源汽车专业毕业生就业途径比较广。新能源汽车专业毕业生可以通过竞聘,做新能源汽车公司的技术人员;也可以到4S店做新能源汽车的维修技师;还可以通过自主创业实现就业。
只要我提供的信息能给朋友你带来一点点帮助,我都觉得开心。
『柒』 电动汽车电动机的研发历史
1949年全国总装机184.83万千瓦,全国仅有为数不多的电机修理厂;1958年上海电机厂造出世界上第一台双水内冷发电机(汪耕院士,汪槱生院士);1999年中科院电工所(顾国彪院士1958年开始研究)东方电机厂(饶芳权院士)合作用蒸发冷却改装成功李家峡400MW 水轮发电机的4 号发电机;2003年已达3.9亿千瓦,为1949年的211倍,形成了以上海,哈尔滨及四川东方三大发电设备制造集团为骨干的制造企业群.但人均装机容量不到0.3千瓦,我国年人均用电量仅相当于世界水平的1/3 .
『捌』 电动汽车电动机的发展前景
电动汽车的发展史是螺旋上升的历史。从1834年美国人达温坡特(Davenport)在布兰顿城街上演示他自己制造的小电池车开始,电动车逐渐发展达到兴盛。19世纪末,汽车制造成功,由于汽车的性能远高于电动车,使电动车受到排挤。20世纪60年代,汽车已成为城市主要污染源,70年代出现了石油危机,这使电动车重又得到重视。各国政府开始制定法规研制电动车。汽车工业已发展成为国民经济的支柱产业,汽车已成为人们生活中不可缺少的一部分;但同时,汽车给城市造成了严重的污染,而且全球已探明石油资源仅能开发使用40多年。因此,研究高性能的电动车以替代汽车是历史的必然。目前,世界电动车的发展已由试运行向推广应用方向过渡:日本从1996年开始向国内用户销售商品车,美国从1997年开始向美国用户销售商品车。中国的电动车目前处于研制阶段。为了促进国际广泛的交流与合作,国家科委和机械工业部在1996年12月6~15日举办了1996北京国际电动汽车及代用燃料汽车技术交流、研讨会暨展览会。就电动车发展中的各种问题进行了探讨。同时,国内外的汽车生产厂家及国内的一些大专院校、科研单位展出了自己研制的电动车。本次会议反映了电动车的一些最新研究成果,从中也可以看出电动车用电机的发展趋势。
2制约电动车发展的关键
以电动车与传统的燃油汽车进行比较,相当于以电池代替燃油,以电动机代替发动机。由于电池的能量密度(单位重量储存的能量,wh/kg)远远低于燃油,传统结构电动机的性能又不能直接适用于电动车,因此,电池和电动机既是电动车的核心,同时又是制约电动车发展的关键。
3 电动车用电机的发展趋势
虽然各种各样的驱动用电动机早已研究得很成熟,但它们并不能直接适用于电动车,因为电动车有其特有的运行特点,所以所用的电动机必须满足这些特点才能获得高性能。
3.1电动车的特点
电动车最显著的特点是频繁的起停、加减速,而不是运行于某一恒速下。电动车主要用于在污染比较严重的大中城市市区固定路线行驶和某些特殊场合,如机场、车站、码头、仓库、遂道和旅游区域等地方。人们对电动车的1次充电行驶距离和最高时速有一定要求,但要求不是很高。一般1次充电行驶50~100km,最高时速在100km/h以内就可满足要求。从长远看,电动车要取代燃油汽车,它的性能必须可与燃油汽车相比,所以它的1次充电行驶距离和最高时速都要大大提高。另外,可靠性和价格也是人们比较关注的问题。
3.2电动车用电机应具备的特点
基于电动车的特点,对所用的电动机就应有一定的要求。为了提高最高时速,电动机应有较高的瞬时功率和功率密度(w/kg)。为了提高1次充电行驶距离,电动机应有较高的效率,而且电动车是变速工作的,所以电动机应有较高的高低速综合效率。电动车起动和爬坡时速度较低,但要求力矩较大;正常运行时需要的力矩较小,而速度很高,故用于电动车的电机的典型机械特性曲线如附图所示。即在低速时为恒转矩特性,高速时为恒功率特性,且电动机的运行速度范围应该较宽。另外,电动机应坚固、可靠,且价格较低。
3.3电动车用电机的发展趋势
在电动车发展初期,多采用直流电动机。在试制大客车时用串励电动机,在小客车及小货车上用并励、复励电动机。随着永磁材料的发展,永磁直流电动机也有所应用。直流电动机的优点是有比较好的控制特性。但它重量大,效率低,价格贵,而且由于电刷和滑环的存在,需要维护,电刷磨损又会造成不安全工作。因此,随着电力电子器件的发展,交流电动机逐渐成熟,直流电动机逐渐被交流电动机所取代。这次会议参展的电动机也以使用交流电动机为主。
异步电动机以其低费用、高可靠性、高速、低转矩波动/噪声和不用位置传感器等优点而首先被选用,矢量控制的异步电动机更以其优异的性能成了电动车的第一选择。本次参展的美国通用汽车公司的EVl、福特汽车公司的Ranger EV以及国内远望公司的电动客车都采用了异步电动机。以.EVl为例,其性能见附表,EVl是曾在1990年芝加哥汽车博览会上引起轰动的“冲击”(Impact)概念车的商品化车。可以看出,它的续驶里程和最高时速都达到很高的数值。但同时可见,电动机功率很大,电池电压很高,其性能与电动机功率或与电池电压的比值并不高。这是由于异步电动机存在比较大的铜损,使效率下降。特别是在低速时,效率更低,这是它的致命弱点。
以永磁同步电动机和无刷直流电动机为代表的交流永磁电动机以其低重量、高效率这一特别的优势而在电动车领域被广泛应用。这类电动机的价格偏高,但随着批量生产和永磁材料价格的进一步下降,它的价格会下降。这类电动机也有它的弱点,由于功
率电源电压的限制,原边绕组的匝数不能超过一定数值。因此,对于电动机,提高旋转频率和不增大电流而提供要求的输出功率很困难。即在高转速下如要提供足够的输出功率就必须增大电流,这就消耗了大量的电能,降低了效率;若不增大电流,则输出功率下降,电动车不能正常运行。本次参展使用永磁同步电动机有代表性的是日本丰田公司的RAV4 EV,使用无刷直流电动机有代表性的是清华大学等研制的电动轻型客车和中科院北京三环公司的电动轿车。它们的性能见附表。RAV4 EV使用了高性能的镍氢电池,其最高时速和续驶里程都较高,已达实用化阶段。清华大学和三环公司的电动车使用铅酸电池,指标也很高。
开关磁阻电机结构简单、紧密、坚固、效率高,低速时可提供很大的转矩,且驱动器结构简单,它曾被专家预测为电动车领域的一匹黑马。它的缺点主要是振动和噪声较大。本次参展使用开关磁阻电机的典型电动车是意大利菲亚特公司的菲亚特500型电动车,其性能见附表。可以看出,在一定功率下,它所能提供的最大转矩较大,即最大转矩与功率之比较大。
可见,电动车使用的各种电动机各有优点,同时又都有其不利的一面,从而使它们并不能完全适合于电动车。因此,继续开发适用于电动车的电动机仍是电机工作者的任务。哈尔滨工业大学研究的多态电机就是这样一种尝试。这是一种融混合式步进电动机和异步电动机的结构于一体的电机,即在传统的混合式步进电动机的转子槽内配置一套笼型绕组,将定子铁心分为两段,两段定子铁心之间放置一个轴向电磁励磁线圈,其余结构与混合式步进电动机相同。低速时,给电机定子绕组按混合式步进电动机方式供电,则电机作为混合式步进电动机运行。高速时,给电机定子绕组按异步电动机方式供电,同时轴向电磁励磁线圈通电产生对磁钢去磁的轴向磁场,使磁钢对电机运行不产生或产生很小的影响,这时电机作为异步电动机运行。这样,这种多态电机同时具有混合式步进电动机低速时高转矩和异步电动机高速时高效率的优点,具有较高的高低速综合性能和较宽的运行速度范围。这次参展的EV96—1型电动轿车就是使用的这种多态电机,目前这种电机仍正在研制中。
3.4驱动方式的发展趋势
传统燃油汽车的驱动系统中包括发动机、减速器和差速器。这是由于内燃机的速度范围窄,必须用减速器来扩大速度范围。使用差速器是便于转向。减速器和差速器为一系列传动齿轮,它们在汽车运行中消耗一部分机械能,使车轮得到的功率不到发动机功率的2/3,大大降低了汽车的效率。由于电动机与发动机的不同特点,电动车可以采用四种驱动方式:与传统燃油汽车相同;省略减速器;进一步省略差速器,电动机同轴驱动车轮,即轴驱;将电动机直接装在车轮内,即轮驱。可以看出。轮式驱动既完全消除了传动中的机械磨损,提高了传动效率,又具有最小的体积、最轻的重量,同时故障率降低。因此,轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。国内外对轮式驱动有过一定的研究,如在第26届东京Motor展览会上,东京电力公司推出的IZA型电动车就采用了四轮直接驱动方式,其最高时速为176km/h,1次充电行驶距离为548km(以40km/h恒速),用的是镍镉电池,它是当时性能最佳的电动车,这无疑与轮式驱动方式有关。本次参展采用轮式驱动的只有两家,即中科院北京三环公司和哈尔滨工业大学的电动车。因为轮式驱动控制方式较为复杂,故需要在控制上多做工作。
4结论
a.作为电动车用电机,直流电动机已逐步被淘汰。
b.异步电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机都已被用来驱动电动车,它们各有自己的优势,但也都有各自的弱点,并不完全适合于电动车。
c.进一步研究更适合于驱动电动车的电动机是电机工作者的任务。多态电机是一种有前途的电机。
d.轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。