隨著節(jié)能、環(huán)保理念的深入,各國高度重視新能源汽車發(fā)展,在一系列支持政策引導(dǎo)下,汽車企業(yè)對(duì)新能源汽車的研發(fā)投入不斷加大,新能源汽車的技術(shù)水平將加快提升。未來,隨著新技術(shù)、新材料在新能源汽車上的不斷應(yīng)用,新能源汽車技術(shù)水平還有較大的提升空間。本文著重介紹新能源汽車電機(jī)的發(fā)展趨勢、汽車電機(jī)的技術(shù)性能傾向及新能源電機(jī)的測試方法等。
隨著節(jié)能、環(huán)保理念的深入,各國高度重視新能源汽車發(fā)展,在一系列支持政策引導(dǎo)下,汽車企業(yè)對(duì)新能源汽車的研發(fā)投入不斷加大,新能源汽車的技術(shù)水平將加快提升。未來,隨著新技術(shù)、新材料在新能源汽車上的不斷應(yīng)用,新能源汽車技術(shù)水平還有較大的提升空間。本文著重介紹新能源汽車電機(jī)的發(fā)展趨勢、汽車電機(jī)的技術(shù)性能傾向及新能源電機(jī)的測試方法等。
一、新能源汽車電機(jī)的發(fā)展趨勢
與傳統(tǒng)燃油汽車100多年的發(fā)展歷史相比,新能源汽車尚處于發(fā)展初期。但當(dāng)前新能源汽車技術(shù)變革日新月異,一方面現(xiàn)有的新能源汽車產(chǎn)品通過不斷改良、創(chuàng)新,技術(shù)水平大幅提升,另一方面,新材料、新技術(shù)在新能源汽車上應(yīng)用速度加快,推動(dòng)新類型產(chǎn)品不斷問世。新能源汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)核心部件分成三大塊:電池、電機(jī)控制器、電機(jī)。三者的性能決定了新能源汽車動(dòng)力輸出的最終性能。 而電機(jī)的性能又是決定了整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能的重中之重。 目前,新能源電機(jī)應(yīng)用最多的類型:如交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、直流電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)等,交流異步電機(jī)在國外的應(yīng)用相對(duì)成熟,如特斯拉,而國內(nèi)的新能源汽車廠商以永磁同步電機(jī)應(yīng)用為主,特別是乘用車方向。此外,當(dāng)前的純電動(dòng)新能源汽車,除了采用單一驅(qū)動(dòng)電機(jī)方案外,還存在如雙電機(jī)四驅(qū)、輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)、輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)等多軸驅(qū)動(dòng)方案,都是未來的發(fā)展方向。新能源電機(jī)恒功率范圍、啟動(dòng)扭矩、調(diào)速能力、功率密度、效率、可靠性等特性關(guān)注度越來越高,也是評(píng)價(jià)新能源電機(jī)優(yōu)劣的重要指標(biāo)?,F(xiàn)階段,新能源汽車、特別是乘用車電機(jī)趨向于高轉(zhuǎn)速、高效率、高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。
二、為什么新能源汽車,特別是乘用車的轉(zhuǎn)速要做高?
近年來,國內(nèi)外主要汽車企業(yè)加大了新能源汽車車型上市步伐,紛紛推出了較成熟的新能源乘用車產(chǎn)品,可供消費(fèi)者選擇的車型日益增多,市場競爭也日趨激烈,加快了新能源電機(jī)技術(shù)的改良,其中有一個(gè)方向就是轉(zhuǎn)速越來越高,對(duì)新能源乘用車來說,高轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)如下:
對(duì)于新能源電機(jī)來說,轉(zhuǎn)速高,功率密度高,體積遠(yuǎn)小普通電機(jī)適于新能源汽車的應(yīng)用。
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、峰值轉(zhuǎn)速性能好。
無減速機(jī)構(gòu)、效率高、噪音小。
新能源電機(jī)的轉(zhuǎn)速越高,相對(duì)功率越大,在電機(jī)啟動(dòng)時(shí),輸出扭矩大,響應(yīng)更快,加速性能更好,像比亞迪、長安汽車等企業(yè)提出新能源汽車車型加速時(shí)間5秒以內(nèi),加速性能比現(xiàn)有同級(jí)別傳統(tǒng)汽車普遍偏高??傮w看,新能源汽車由電機(jī)驅(qū)動(dòng),加速性能具有先天優(yōu)勢,隨著技術(shù)水平的提升,新能源電機(jī)轉(zhuǎn)速越來越高,未來新能源汽車的加速時(shí)間將大幅降低,加速犀利無比。
同時(shí),隨著新能源電機(jī)轉(zhuǎn)速的提升,功率密度提高,效率越來越高,電機(jī)高效區(qū)間就越寬泛,如下圖
三、新能源電機(jī)的超速測試
從新能源汽車電機(jī)的發(fā)展來看,轉(zhuǎn)速會(huì)越來越高,峰值轉(zhuǎn)速會(huì)更高,超速測試的難度就會(huì)加大,按照電機(jī)測試標(biāo)準(zhǔn),超速測試方法如下:
測試目的:
檢查電機(jī)的安裝質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子各部分承受離型力的機(jī)械強(qiáng)度和軸承在超速時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度。
測試方法:
在被測電空載運(yùn)行的情況下,使用被測電機(jī)控制器使電機(jī)勻速運(yùn)行到1.2倍的最高轉(zhuǎn)速,在此工況下運(yùn)行不低于2min?;蛘弑粶y電機(jī)不通電,在測功機(jī)的拖動(dòng)下勻速運(yùn)行到1.2倍的最高轉(zhuǎn)速,同樣在此工況下運(yùn)行不低于2min。
目前,國內(nèi)新能源乘用車電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)速12000rpm較多,隨著新能源電機(jī)的快速發(fā)展,峰值轉(zhuǎn)速會(huì)越來越高,廣州致遠(yuǎn)電子推出的新能源汽車電機(jī)測試系統(tǒng),峰值轉(zhuǎn)速最高支持20000rpm,完全按照新能源電機(jī)最新測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T18488-2015,實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源電機(jī)最全面、精確的測試。
四、總結(jié)
電動(dòng)汽車無疑是時(shí)下最為“熱門”的產(chǎn)品之一,世界各大知名汽車生產(chǎn)廠商競爭激烈,我國在新能源汽車整體開發(fā)水平上和國外接近,自主開發(fā)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能能滿足示范批量樣車需要,而差異在于新能源汽車整車組配過程中,電機(jī)的好壞是直接決定了整車性能高低,是各車廠拉開差距的重要因素,因此,新能源電機(jī)的測試至關(guān)重要。