电动汽车驱动系统的研究摘要:介绍了电动汽车的四种驱动系统:直流电动机、交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机,综述了各自的优缺点,阐述了发展趋势。关键词:电动汽车;驱动系统;优缺点中图分类号:tm352文献标识码:a文章编号:10064311(2013)160045030引言电动汽车的驱动系统是电动汽车的核心,驱动系统性能的好坏决定了电动汽车性能的好坏。作为电动汽车的驱动系统必须满足汽车的频繁停、启动,速度响应快。电动汽车的驱动系统应可以在恒转矩区和恒功率区运转,应启动转矩大,调速范围宽,以满足电机良好的启动性能和加速性能。转矩转速能平滑调节,满足汽车爬坡,在恶劣复杂环境下等全工况下的正常运行。应具有效率高,损耗少,动态制动强和能量回馈功能,以满足在车载总能量不变的情况下最大限度地增加续航里程1。应满足较高的瞬时功率、功率密度和转矩密度,以提高车速,增大过载能力。应满足成本低,体积小,质量轻,可靠性高的要求。目前常用的几种电动汽车驱动系统有直流电动机、交流感应电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等各有其优缺点。1直流电机直流电机结构是定子上装有主磁极,转子上装带有线圈、电刷和
f换向器的电机。直流电机的工作原理是,电枢元件旋转“切割”主极磁场,产生的交流电动势经换向片和电刷机械换向变成直流电动势。不计磁饱和时,励磁绕组和电枢绕组之间没有耦合,转速可分别从磁场和电枢来控制,直流电动机电磁转矩控制简单,方便,动态响应较快。调速范围宽广,转速调节平滑,具有交流电机不可比拟的电磁转矩特性,这些是直流电机的突出优点。非常适合电动汽车对驱动系统要求的调速范围广,动态响应快的特点。另外直流电机有良好的启动性能,通过电枢回路接入变阻器和降压启动基本能达到启动电流小,启动过程平滑等优点,直到20世纪80年代中期,直流电机仍是国内外电动汽车用电机的主要研发对象2。
但是直流电机体积和重量大,价格是交流电机的23倍。在换向时易产生火花,引起电磁干扰,使之无法适用高速,大容量场合。换向器和电刷需经常换,维护复杂,寿命短,可靠性低。不适宜在多尘、潮湿、易燃的环境下运行且供电电压也受限制3。
早期的电动汽车驱动系统几乎都采用直流电机,最早用机械开关通过调节串联电池的个数来改变电机电枢电压,后来通过直流斩波来调节电机电枢电压,但效率都很低,可靠性也较差。随着交流电机直接转矩控制和矢量转矩控制的发展,直流电机有逐渐r