纯电动车搭载的交流异步电机和永磁同步电机有什么区别?
当然,我们先来了解一下纯电动汽车的工作原理:电池通过控制系统向电机供电,电能在电机中转化为机械能,传递给系统。最后传递给驱动轮使其转动,通过与地面的相互作用产生使汽车行驶的牵引力。
了解了工作原理,我们就直接进入今天的主题,2019特斯拉模型?S-long续航版前桥配备永磁同步电机,后轮轴配备交流异步电机。同步电机和异步电机最大的区别在于两种电机的转子转速是否与定子旋转的磁场速度一致。如果转子转速与定子转速相同,则称为同步电机。如果不是,就叫异步电机。它们在性能参数和应用上有很大的区别。
永磁同步电机主要由转子、端盖和定子组成。总的来说,永磁同步电机最大的特点是其定子结构与普通感应电机非常相似,但主要区别于转子的独特结构与其他电机不同。与常用的异步交流电机最大的区别是转子的独特结构,它有优质的永磁磁极。当在电机的三相定子绕组上施加三相对称交流电时,会产生旋转磁场,切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组为闭合路径),载流转子导体在定子旋转磁场的作用下产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电机旋转,电机旋转方向与旋转磁场方向相同。导体在磁场中切割磁力线时,导体中产生感应电流,故名“感应电机”。感应电流和磁场的共同作用对电机转子施加驱动力。
异步感应电机的结构可分为定子和转子两部分,还有端盖、风扇等附件。定子是电机的固定部分,转子是电机的旋转部分。由于异步电机的定子产生励磁旋转磁场,同时从电源吸收电能,通过旋转磁场在转子上产生电能并转化为机械能,所以与DC电机不同,交流电机的定子是电枢。此外,定子和转子之间必须有一定的间隙(称为气隙),以保证转子的自由转动。
同步电机的优点:
1,转子没有励磁绕组,所以没有转子的铜耗,所以效率更高;
2.高性能永磁材料提供激励,给定功率小,体积可缩小;
3、转子转动惯量小,动态性能好;
4.低效率下的高功率和扭矩输出。
同步电机的缺点:
成本高,可靠性低,加工工艺复杂,机械强度差,电动车性能受环境影响大。
异步电机的优点:
1、?不存在永磁体在高温下的退磁问题,可以延长峰值功率、额定功率和峰值功率工作时间。
2、?电机特性受环境影响较小;
3、?具有启动高扭矩和高速扭矩调节能力;
异步电机的缺点:
转子磁场来自定子励磁,导致耗铜,能量转换率低于永磁同步电机。
使用交流异步感应电机的纯电动汽车
从电机的特性来看,搭载交流异步电机的电动车更倾向于性能策略,充分利用这种电机在高速时的性能输出和效率优势,比如早期的车型?s .其特点是:当汽车高速行驶时,能保持高速运转和高效的电能使用效率,在保持汽车最大功率输出的同时降低能耗。
装有永磁同步电机的车辆倾向于采用能耗策略,充分利用这种电机在低速时的性能输出和高效运行,适用于中小型轿车。其特点是体积小,重量轻,可以大大增加电动车的续航里程。并且其调速性能特别好,面对反复启停、加减速仍能保持高效率。?
异步感应电机和永磁同步电机,两者各有优势,于是一些主机厂开始考虑将两种电机的特点结合起来进行匹配。比如2019特斯拉车型?S长续航版同时搭载两种电机技术,满足不同电机在不同工况下的技术优势。前轴配备优化的永磁同步电机,低速高效。最大输出功率202kw(275Ps),最大扭矩404N·m,当车速处于中低速时,电脑输出指令给永磁同步电机工作。后轮轴搭载高速性能的交流异步电机,最大输出功率285kw(387Ps),最大扭矩440N·m,当需要高速工况时,双电机同时工作,提供强劲的加速性能,减速时,根据制动要求智能调节电机。对于普通制动,永磁同步电机用于回收制动能量,而对于突然减速,当两台电机同时提供制动力矩时,能量被回收。
当然可以,2019款?s采取这种策略也是基于小改大的发展思路。如果是换代开发,特斯拉必然是车型?s配有永磁开关磁阻电机。这种新型电机技术具有体积小、成本低、功率大的特点,转换效率达到了89%。特斯拉让他上了最新款?三个向上。
综合?状态
异步感应电机和永磁同步电机各有优缺点。当汽车高速行驶时,异步感应电机可以保持高速运转和高效率的电能利用。但是,面对反复的启停、加减速,调速性能好的永磁同步电机仍然能保持高效率。电机的选择取决于主机厂最终的车型定位和能耗策略。但从目前电机技术的发展来看,特斯拉已经走在了行业的前列。
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