線槽_PVC線槽_電纜接頭_尼龍扎帶_冷壓端子_尼龍軟管_金屬軟管_導(dǎo)軌_汽車線束 - 上海日成電子有限公司RCCN

電動汽車電動機(jī)可分為交流電動機(jī)、直流電動機(jī)、交/直流兩用電動機(jī)、控制電動機(jī)(包括步進(jìn)、測速、伺服、自整角等)、開關(guān)磁阻電動機(jī)及信號電動機(jī)等多種。適用于電力驅(qū)動的電動機(jī)可分為直流電動機(jī)(將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動機(jī))和交流電動機(jī)(將交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動機(jī))兩大類。目前在電動汽車上已應(yīng)用的和有應(yīng)用前景的有直流電動機(jī)、交流感應(yīng)(異步)電動機(jī)、永磁無刷電動機(jī)、開關(guān)磁阻電動機(jī)等。

汽車行駛的特點(diǎn)是頻繁地啟動、加速、減速、停車等。在低速或爬坡時需要高轉(zhuǎn)矩，在高速行駛時需要低轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)能滿足汽車從零到最大行駛速度的要求，即要求電動機(jī)具有高的比功率和功率密度。電動汽車電動機(jī)應(yīng)滿足的主要要求可歸納為如下10個方面:

(1) 高電壓。在允許的范圍內(nèi)，盡可能采用高電壓，可以減小電動機(jī)的尺寸和導(dǎo)線等裝備的尺寸，特別是可以降低逆變器的成本。工作電壓由THS的274 V提高到THS B的500 V;在尺寸不變的條件下，最高功率由33 kW提高到50 kW,最大轉(zhuǎn)矩由350 N"m提高到400ON"m?？梢姡瑧?yīng)用高電壓系統(tǒng)對汽車動力性能的提高極為有利。

(2)轉(zhuǎn)速高。電動汽車所采用的感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到8 000一12 000 r/min，高轉(zhuǎn)速電動機(jī)的體積較小，質(zhì)量較輕，有利于降低裝車的裝備質(zhì)量。

(3)質(zhì)量輕，體積小。電動機(jī)可通過采用鋁合金外殼等途徑降低電動機(jī)的質(zhì)量，各種控制裝置和冷卻系統(tǒng)的材料等也應(yīng)盡可能選用輕質(zhì)材料。電動汽車驅(qū)動電動機(jī)要求有高的比功率(電動機(jī)單位質(zhì)量的輸出功率)和在較寬的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率，以實(shí)現(xiàn)降低車重，延長續(xù)駛里程;而工業(yè)驅(qū)動電動機(jī)通常對比功率、效率及成本進(jìn)行綜合考慮，在額定工作點(diǎn)附近對效率進(jìn)行優(yōu)化。

(4)電動機(jī)應(yīng)具有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能，以滿足啟動、加速、行駛、減速、制動等所需的功率與轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)應(yīng)具有自動調(diào)速功能，以減輕駕駛員的操縱強(qiáng)度，提高駕駛的舒適性，并且能夠達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)汽車加速踏板同樣的控制響應(yīng)。

(5)電動汽車驅(qū)動電動機(jī)需要有4一5倍的過載，以滿足短時加速行駛與最大爬坡度的要求，而工業(yè)驅(qū)動電動機(jī)只要求有2倍的過載就可以了。

(6)電動汽車驅(qū)動電動機(jī)應(yīng)具有高的可控性、穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)性能，以滿足多部電動機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行，而工業(yè)驅(qū)動電動機(jī)只要求滿足某一種特定的性能。

(7)電動機(jī)應(yīng)具有高效率、低損耗，并在車輛減速時，可進(jìn)行制動能量回收。

(8)電氣系統(tǒng)安全性和控制系統(tǒng)的安全性應(yīng)達(dá)到有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。電動汽車的各種動力電池組和電動機(jī)的工作電壓可以達(dá)到300 V以上，因此必須裝備高壓保護(hù)設(shè)備以保證安全。

(9)能夠在惡劣條件下可靠工作。電動機(jī)應(yīng)具有高的可靠性、耐溫和耐潮性，并在運(yùn)行時噪聲低，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作。

(10)結(jié)構(gòu)簡單.適合大批量生產(chǎn)，使用維修方便.價格便宜等。

1949年全國總裝機(jī)184.83萬千瓦,全國僅有為數(shù)不多的電機(jī)修理廠;1958年上海電機(jī)廠造出世界上第一臺雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)(汪耕院士，汪槱生院士);1999年中科院電工所(顧國彪院士1958年開始研究)東方電機(jī)廠(饒芳權(quán)院士)合作用蒸發(fā)冷卻改裝成功李家峽400MW 水輪發(fā)電機(jī)的4 號發(fā)電機(jī);2003年已達(dá)3.9億千瓦,為1949年的211倍,形成了以上海,哈爾濱及四川東方三大發(fā)電設(shè)備制造集團(tuán)為骨干的制造企業(yè)群.但人均裝機(jī)容量不到0.3千瓦,我國年人均用電量僅相當(dāng)于世界水平的1/3 .

我國中小型電機(jī)有一定生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)有300多家，生產(chǎn)的電機(jī)產(chǎn)品有300多個系列．近l 500個品種。1997年我國中小型電機(jī)產(chǎn)量約為25 288MW，1998年約為42 505MW，1999年約為42 O00MW。電動機(jī)出口量約l為7 O00MW。可以看出1998年較1997年電機(jī)產(chǎn)量有較大的提高，到I999年電機(jī)產(chǎn)量略有下降，企業(yè)負(fù)債持續(xù)攀升．效益不斷下滑，行業(yè)整體形勢有所下降。但隨著改革開放的深人，國家宏現(xiàn)政策的調(diào)整以及市場需求的推動，我國電機(jī)產(chǎn)品由勞動密集型、資源密集型向高附加值和高技術(shù)含量的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移，出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也逐步趨向于市場化和臺理化。

我國300多個中、小型電機(jī)企業(yè)大多集中在沿海地區(qū)西部地區(qū)的企業(yè)寥寥無幾，在國家開發(fā)西部的大好機(jī)遇里對電機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了一個發(fā)展的機(jī)會。另外我國加入WTO后可將國內(nèi)一部分富裕的電機(jī)生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)移到國外擊，也是發(fā)展的一條出路。在國際市場上， 電機(jī)是機(jī)電產(chǎn)品的重要組成部分之一，每年的貿(mào)易額約35億美元 中、小型電機(jī)行業(yè)單機(jī)出口產(chǎn)品主要為交流電動機(jī)、交流發(fā)電機(jī)及直流電動機(jī)。

目前我國常年為出口生產(chǎn)的廠家達(dá)40家左右，出口的地區(qū)及國家達(dá)60多個，主要分布情況是東南亞最多，其次是歐洲及美國、日奉、加拿大等國。據(jù)中、小 電機(jī)行業(yè)近80個企業(yè)調(diào)查．產(chǎn)品出口產(chǎn)量為1996年3 917．4MW，1 9 9 7年4 6 3 8MW 、1 9 9 8年4456MW。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計：中、小型電機(jī)出口量為1996年3 768MW 、1997年4 532~1W、1998年6 721MW 和1999年7 O00MW。中．小型電機(jī)出門產(chǎn)量占當(dāng)午辛年產(chǎn)量的10%左右，大約創(chuàng)匯分別為1．I4億美元、1．56億美元、1．85億美元和2．2億美元。約占世界貿(mào)易額的3%～5%，份額很小。由此可以看到中、小型電機(jī)的發(fā)展還是有很大發(fā)展空間的。據(jù)統(tǒng)計，我國電機(jī)耗電占全國耗電量的60%以上，其中小型三相異步電機(jī)耗電約占35%，所以在我國開發(fā)推廣高效電機(jī)是提高能源利用率的重要措施之一，也符合國際發(fā)展趨勢。

我國目前已具備了生產(chǎn)高效電機(jī)的技術(shù)條件，但由于市場條件不夠成熟，產(chǎn)量和市場容量都較小。1999年高效電機(jī)國內(nèi)市場占有率僅2%，2000年為4.7%；2001年也只有6.5%，其中70%以上為出口。

答：電機(jī)是將電池電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，驅(qū)動電動車車輪旋轉(zhuǎn)的部件。

答：有刷或無刷電機(jī)工作時不轉(zhuǎn)動的部分。輪轂式有刷或無刷無齒電機(jī)的電機(jī)軸叫定子，此種電機(jī)可以叫內(nèi)定子電機(jī)。

答：有刷或無刷電機(jī)工作時轉(zhuǎn)動的部分。輪轂式有刷或無刷無齒電機(jī)的外殼叫轉(zhuǎn)子，此種電機(jī)可以叫外轉(zhuǎn)子電機(jī)。

答：有刷電機(jī)里面頂在換相器表面，電機(jī)轉(zhuǎn)動的時候，將電能通過換相器輸送給線圈，由于其主要成分是碳，稱為碳刷，它是易磨損的。應(yīng)定期維護(hù)更換，并清理積碳。

答：在有刷電機(jī)里面盛裝并保持碳刷位置的機(jī)械導(dǎo)槽。

答：有刷電機(jī)里面，具有相互絕緣的條狀金屬表面，隨電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，條狀金屬交替接觸電刷的正負(fù)極，實(shí)現(xiàn)電機(jī)線圈電流方向的正負(fù)交替變化，完成有刷電機(jī)線圈的換相。

答：無刷電機(jī)線圈的排列順序。

答：一般用于稱呼高磁場強(qiáng)度的磁性材料，電動車電機(jī)都采用釹鐵硼稀土磁鋼。

答：電機(jī)工作時，線圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)，線圈電流方向的交替變化是*隨電機(jī)轉(zhuǎn)動的換相器和電刷來完成的。在電動車行業(yè)有刷電機(jī)分高速有刷電機(jī)和低速有刷電機(jī)。有刷電機(jī)和無刷電機(jī)有很多區(qū)別，從名字上可以看出有刷電機(jī)有碳刷，無刷電機(jī)沒有碳刷。

答：由控制器提供不同電流方向的直流電來達(dá)到電機(jī)里面線圈電流方向的交替變化，無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間沒有電刷和換相器。

答：無刷或有刷電機(jī)在轉(zhuǎn)動時，電機(jī)里面線圈的通電方向需要交替變換，從而達(dá)到電機(jī)能連續(xù)轉(zhuǎn)動。有刷電機(jī)的換相*換相器和電刷共同完成，無刷電機(jī)*控制器來完成。

答：無刷電機(jī)或無刷控制器的三相電路中，有一相不能工作。缺相分主相位缺相和霍耳缺相。表現(xiàn)為電機(jī)抖動不能工作，或轉(zhuǎn)動無力且噪音大?？刂破髟谌毕酄顟B(tài)下工作是很容易燒毀的。

答：常見的電機(jī)有：有刷有齒輪轂電機(jī)、有刷無齒輪轂電機(jī)、無刷無齒輪轂電機(jī)、無刷有齒輪轂電機(jī)、側(cè)掛電機(jī)等。

14、從電機(jī)的種類上怎么區(qū)分是高低速電機(jī)?

答：A有刷有齒輪轂電機(jī)、無刷有齒輪轂電機(jī)屬于高速電機(jī);

B有刷無齒輪轂電機(jī)、無刷無齒輪轂電機(jī)屬于低速電機(jī)。

15、電機(jī)的效率是怎么定義的?

答：電機(jī)的效率是指電機(jī)所輸出的機(jī)械能與電源所提供的電能之比。用字母“り”表示。

答：從相角上可分為兩個大類，即分為60°和120°相位角的無刷電機(jī);按速度分，可分為高速無刷電機(jī)和低速無刷電機(jī);按電機(jī)是否具有位置傳感器來分，又分為有位置傳感器無刷電機(jī)和無位置傳感器無刷電機(jī)。

17、什么是無位置傳感器無刷電機(jī)?

答：對于無位置傳感器無刷電機(jī)必須要先經(jīng)將車用腳蹬起來，使電機(jī)具有一定的旋轉(zhuǎn)速度以后，控制器才能識別到無刷電機(jī)的相位，之后控制器才能對電機(jī)供電。因其不能實(shí)現(xiàn)零速啟動，所以用的很少。但其因?yàn)闆]有傳感器，所有少了一個故障點(diǎn)，而且其成本更低。

18、無刷電機(jī)霍耳的耗電量大致范圍是多少?

答：無刷電機(jī)霍耳的耗電量大致范圍是6mA-20mA不等。

答：無刷電機(jī)霍耳的電壓范圍一般是在3-24V。

答：如果測量電機(jī)蓋的溫度超過環(huán)境溫度25度以上時，表明電機(jī)的溫升已經(jīng)超出了正常范圍，一般電機(jī)的溫升應(yīng)該在20度以下。一般電機(jī)線圈是由漆包線繞制而成，而漆包線在溫度高于150度左右時其漆膜會因?yàn)闇囟冗^高而脫落，造成線圈短路。當(dāng)線圈溫度在150度以上時電機(jī)外殼所表現(xiàn)出的溫度在100度左右，所以如果以其外殼溫度為依據(jù)則電機(jī)所承受的最高溫度為100度左右。

答：電機(jī)發(fā)熱的直接原因是由于電流大引起的。一般可能是線圈短路或開路、磁鋼退磁中電機(jī)效率低等造成，正常情況則是電機(jī)長時間大電流運(yùn)轉(zhuǎn)。

22、怎樣測量無刷電機(jī)的相角?

答：接通控制器電源，由控制器給霍耳元件供電，就可以檢測到無刷電機(jī)的相角了。方法如下：用萬用表的+20V直流電壓檔，并將紅表筆接+5V線，黑表筆分別測量三個引線的高低電壓(這里的紅黑表筆的用法上有一個技巧)，按60°及120°電機(jī)的換相表對照即可。

23、如果60°的無刷控制器用在120°無刷電機(jī)上會有什么狀況?反之又如何?

答：都會導(dǎo)致缺相的現(xiàn)象，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn);但天津松正研制的一種智能型無刷控制器能夠自動識別60°電機(jī)或120°電機(jī)，從而可以兼容適配二種電機(jī)，使得維修更換更加容易。

答：A.高速電機(jī)有超越離合器(象飛輪一樣的功能)，往一個方向轉(zhuǎn)輕松，往另一方向轉(zhuǎn)費(fèi)力;低速電機(jī)雙向轉(zhuǎn)都一樣輕松。

B.高速電機(jī)的車轉(zhuǎn)動時噪音較大，低速電機(jī)轉(zhuǎn)動噪音較小。有經(jīng)驗(yàn)的人很容易憑耳朵識別。

答：一般要求電機(jī)的起動電流不能超過其額定電流的2～5倍，這也是為什么在對控制器上做限流保護(hù)的一個重要原因。

答：A.供應(yīng)商方面提速可以降低成本，同樣是低速電機(jī)，速度高了線圈的匝數(shù)少了、也省了硅鋼片、磁鋼數(shù)目也少了，購買者認(rèn)為速度高就好。

B.額定速度工作時，其效率不變，但在低速區(qū)時效率明顯低了，也就是啟動無力。

C.效率低，需要用大電流啟動，騎行電流也大，對控制器的限流要求大，對電池也不好。

答：維修處理的方法一般為更換電機(jī)，或進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

答：電機(jī)內(nèi)部機(jī)械摩擦大;線圈局部短路;磁鋼退磁;直流電機(jī)換相器積碳。維修處理的方法一般為更換電機(jī)，或更換碳刷，清理積碳。

電機(jī)形式額定電壓24V時額定電壓36V時

側(cè)掛電機(jī)2.2A1.8A

高速有刷電機(jī)1.7A1.0A

低速有刷電機(jī)1.0A0.6A

高速無刷電機(jī)1.7A0.6A

低速無刷電機(jī)1.0A0.6A

(1)前剎車或抱閘(漲閘)與轉(zhuǎn)動部位磨擦→調(diào)整前后剎車與轉(zhuǎn)動部件間隙，既要使轉(zhuǎn)動靈活，又要保證剎車制動性能良好。

(2)鏈條過緊→調(diào)整后輪軸前后位置

(3)前后軸檔及中軸部件并帽過緊或部件磨損→松動緊固件，或更換磨損的部件。

(4)前后輪胎充氣不足→輪胎充氣至足。

(1)充電器輸出電壓偏低→按充電器維修方法排除故障。

(2)電池充電時間短→重新充電延長充電時間。

(3)電池組或其中單只容量下降→按電池箱維修方法排除故障。

(4)電極損壞或接觸不良→更換電極。

(1)七芯連接接觸不良→換七芯線。

(2)霍爾斷電剎把接觸不良→換霍爾斷電剎把。

(1)齒輪磨損打滑→更換齒輪。

(2)輪轂電機(jī)繞組部分短路→更換電機(jī)。

(3)自行車裝配問題或部件磨損→更換減振橡皮。

(1)控制器與電動輪轂接插件松脫或?qū)щ姴涣肌匦虏寰o接插件或更換插件。

(2)輪轂電機(jī)炭刷與轉(zhuǎn)子接觸不良→按輪轂維修方法排除故障。

(1)輪轂齒輪缺油→打開輪轂，涂上齒輪油脂。

(2)齒輪缺損→更換齒輪。

(3)齒輪外殼軸承損壞→更換軸承。

拆卸電機(jī)之前應(yīng)首先拔開電機(jī)與控制器的引線，此時一定要記錄下電機(jī)引線顏色與控制器引線顏色的一一對應(yīng)關(guān)系。

打開電機(jī)端蓋之前應(yīng)清潔作場地，以防止雜物被吸在電機(jī)內(nèi)的磁鋼上。做好端蓋與輪轂相對位置的標(biāo)記。注意：一定要對角松動螺釘，以免電機(jī)外殼變形。

電動汽車電機(jī)的維護(hù)及保養(yǎng)要點(diǎn)：

1、電機(jī)的接線：電動機(jī)的四根引出線纜標(biāo)記如下：A1—電樞繞組首端，A2—電樞繞組的末端，D1（D3）— 串勵繞組首端，D2（D4）— 串勵繞組末端。D2與A1相連接，在D1和A2之間加上電壓，電機(jī)即可轉(zhuǎn)動。若要返轉(zhuǎn)D1、D2或A1、A2任何一組對調(diào)即可實(shí)現(xiàn)。

2、電動機(jī)換向器端開有4個檢查窗，供觀察和維護(hù)換向器及更換電刷用。

3、電機(jī)的最小允許絕緣電阻為（250V兆歐表）：45伏以下的電機(jī)為0.5MΩ，45-100V的電機(jī)1 MΩ。

4、必要時，應(yīng)清刷換向片之間小溝及換向器表面上碳精粉末。

5、電機(jī)不允許高速空轉(zhuǎn)啟動。

6、定期打開百頁窗檢查換向部分及電刷是否正常。

（1）電動汽車儀表顯示正常，電機(jī)不轉(zhuǎn)故障原因 　①閘把損壞判斷

②調(diào)速轉(zhuǎn)把損壞判斷

③電機(jī)損壞判斷

④控制器損壞

（2）故障排除

①拔下剎把插座（常開型剎把）。如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，則為剎把故障，應(yīng)更換剎把。

②轉(zhuǎn)把源5V電壓正常，檢測轉(zhuǎn)把信號電壓，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把，信號電壓應(yīng)在0.8～4.2V由低向高變化。如電壓無變化且小于1V，則為轉(zhuǎn)把故障或轉(zhuǎn)把線有短路。如電壓大于1V且變化正常，檢測電機(jī)霍爾信號（黃、綠、藍(lán)線）。如三相霍爾信號線電壓全部為5V且接觸良好，則電機(jī)霍爾損壞，應(yīng)更換電機(jī)或電機(jī)霍爾元件。

③分別檢測電機(jī)霍爾信號線，用手慢慢轉(zhuǎn)動電機(jī)，每相電壓應(yīng)在0～5V之間變化，如電壓無變化則為電機(jī)霍爾損壞，應(yīng)更換電動汽車電機(jī)或電機(jī)霍爾元件。如每相電壓變換正常，且供電正常，則控制器損壞，更換控制器。

④用萬用表檢測控制器電源輸入端電壓，電壓應(yīng)大于36V（電池充足電），如無電壓，應(yīng)檢查輸入線。檢查控制器轉(zhuǎn)把電源電壓（接轉(zhuǎn)把的紅、黑線），正常電壓在5～6V，如無5V電壓，拔下轉(zhuǎn)把插座，電壓恢復(fù)5V，則可能為電機(jī)霍爾元件短路，如仍無5V電壓，則為控制器故障，應(yīng)更換控制器。

⑤首先檢查調(diào)速轉(zhuǎn)把和電動汽車電機(jī)霍爾開頭有無短路，一般下雨受潮后更容易造成接頭短路，因此要注意轉(zhuǎn)把接頭防水，若控制器損壞后更換新控制器前首先應(yīng)檢查轉(zhuǎn)把和電機(jī)霍爾開關(guān)是否短路？否則會造成更換控制器連續(xù)損壞！

⑥或電機(jī)不轉(zhuǎn)，重點(diǎn)檢查電機(jī)霍爾開關(guān)和轉(zhuǎn)把信號，若一通電，控制器外殼很燙，一般是控制器內(nèi)部功率管短路，應(yīng)立刻切斷電源。

電動汽車的發(fā)展史是螺旋上升的歷史。從1834年美國人達(dá)溫坡特(Davenport)在布蘭頓城街上演示他自己制造的小電池車開始，電動車逐漸發(fā)展達(dá)到興盛。19世紀(jì)末，汽車制造成功，由于汽車的性能遠(yuǎn)高于電動車，使電動車受到排擠。20世紀(jì)60年代，汽車已成為城市主要污染源，70年代出現(xiàn)了石油危機(jī)，這使電動車重又得到重視。各國政府開始制定法規(guī)研制電動車。汽車工業(yè)已發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車已成為人們生活中不可缺少的一部分；但同時，汽車給城市造成了嚴(yán)重的污染，而且全球已探明石油資源僅能開發(fā)使用40多年。因此，研究高性能的電動車以替代汽車是歷史的必然。目前，世界電動車的發(fā)展已由試運(yùn)行向推廣應(yīng)用方向過渡：日本從1996年開始向國內(nèi)用戶銷售商品車，美國從1997年開始向美國用戶銷售商品車。中國的電動車目前處于研制階段。為了促進(jìn)國際廣泛的交流與合作，國家科委和機(jī)械工業(yè)部在1996年12月6～15日舉辦了1996北京國際電動汽車及代用燃料汽車技術(shù)交流、研討會暨展覽會。就電動車發(fā)展中的各種問題進(jìn)行了探討。同時，國內(nèi)外的汽車生產(chǎn)廠家及國內(nèi)的一些大專院校、科研單位展出了自己研制的電動車。本次會議反映了電動車的一些最新研究成果，從中也可以看出電動車用電機(jī)的發(fā)展趨勢。

2制約電動車發(fā)展的關(guān)鍵

以電動車與傳統(tǒng)的燃油汽車進(jìn)行比較，相當(dāng)于以電池代替燃油，以電動機(jī)代替發(fā)動機(jī)。由于電池的能量密度(單位重量儲存的能量，wh/kg)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃油，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電動機(jī)的性能又不能直接適用于電動車，因此，電池和電動機(jī)既是電動車的核心，同時又是制約電動車發(fā)展的關(guān)鍵。

3 電動車用電機(jī)的發(fā)展趨勢

雖然各種各樣的驅(qū)動用電動機(jī)早已研究得很成熟，但它們并不能直接適用于電動車，因?yàn)殡妱榆囉衅涮赜械倪\(yùn)行特點(diǎn)，所以所用的電動機(jī)必須滿足這些特點(diǎn)才能獲得高性能。

3．1電動車的特點(diǎn)

電動車最顯著的特點(diǎn)是頻繁的起停、加減速，而不是運(yùn)行于某一恒速下。電動車主要用于在污染比較嚴(yán)重的大中城市市區(qū)固定路線行駛和某些特殊場合，如機(jī)場、車站、碼頭、倉庫、遂道和旅游區(qū)域等地方。人們對電動車的1次充電行駛距離和最高時速有一定要求，但要求不是很高。一般1次充電行駛50～100km，最高時速在100km/h以內(nèi)就可滿足要求。從長遠(yuǎn)看，電動車要取代燃油汽車，它的性能必須可與燃油汽車相比，所以它的1次充電行駛距離和最高時速都要大大提高。另外，可靠性和價格也是人們比較關(guān)注的問題。

3．2電動車用電機(jī)應(yīng)具備的特點(diǎn)

基于電動車的特點(diǎn)，對所用的電動機(jī)就應(yīng)有一定的要求。為了提高最高時速，電動機(jī)應(yīng)有較高的瞬時功率和功率密度(w/kg)。為了提高1次充電行駛距離，電動機(jī)應(yīng)有較高的效率，而且電動車是變速工作的，所以電動機(jī)應(yīng)有較高的高低速綜合效率。電動車起動和爬坡時速度較低，但要求力矩較大；正常運(yùn)行時需要的力矩較小，而速度很高，故用于電動車的電機(jī)的典型機(jī)械特性曲線如附圖所示。即在低速時為恒轉(zhuǎn)矩特性，高速時為恒功率特性，且電動機(jī)的運(yùn)行速度范圍應(yīng)該較寬。另外，電動機(jī)應(yīng)堅固、可靠，且價格較低。

3．3電動車用電機(jī)的發(fā)展趨勢

在電動車發(fā)展初期，多采用直流電動機(jī)。在試制大客車時用串勵電動機(jī)，在小客車及小貨車上用并勵、復(fù)勵電動機(jī)。隨著永磁材料的發(fā)展，永磁直流電動機(jī)也有所應(yīng)用。直流電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是有比較好的控制特性。但它重量大，效率低，價格貴，而且由于電刷和滑環(huán)的存在，需要維護(hù)，電刷磨損又會造成不安全工作。因此，隨著電力電子器件的發(fā)展，交流電動機(jī)逐漸成熟，直流電動機(jī)逐漸被交流電動機(jī)所取代。這次會議參展的電動機(jī)也以使用交流電動機(jī)為主。

異步電動機(jī)以其低費(fèi)用、高可靠性、高速、低轉(zhuǎn)矩波動/噪聲和不用位置傳感器等優(yōu)點(diǎn)而首先被選用，矢量控制的異步電動機(jī)更以其優(yōu)異的性能成了電動車的第一選擇。本次參展的美國通用汽車公司的EVl、福特汽車公司的Ranger EV以及國內(nèi)遠(yuǎn)望公司的電動客車都采用了異步電動機(jī)。以．EVl為例，其性能見附表，EVl是曾在1990年芝加哥汽車博覽會上引起轟動的“沖擊”(Impact)概念車的商品化車?？梢钥闯觯睦m(xù)駛里程和最高時速都達(dá)到很高的數(shù)值。但同時可見，電動機(jī)功率很大，電池電壓很高，其性能與電動機(jī)功率或與電池電壓的比值并不高。這是由于異步電動機(jī)存在比較大的銅損，使效率下降。特別是在低速時，效率更低，這是它的致命弱點(diǎn)。

以永磁同步電動機(jī)和無刷直流電動機(jī)為代表的交流永磁電動機(jī)以其低重量、高效率這一特別的優(yōu)勢而在電動車領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。這類電動機(jī)的價格偏高，但隨著批量生產(chǎn)和永磁材料價格的進(jìn)一步下降，它的價格會下降。這類電動機(jī)也有它的弱點(diǎn)，由于功

率電源電壓的限制，原邊繞組的匝數(shù)不能超過一定數(shù)值。因此，對于電動機(jī)，提高旋轉(zhuǎn)頻率和不增大電流而提供要求的輸出功率很困難。即在高轉(zhuǎn)速下如要提供足夠的輸出功率就必須增大電流，這就消耗了大量的電能，降低了效率；若不增大電流，則輸出功率下降，電動車不能正常運(yùn)行。本次參展使用永磁同步電動機(jī)有代表性的是日本豐田公司的RAV4 EV，使用無刷直流電動機(jī)有代表性的是清華大學(xué)等研制的電動輕型客車和中科院北京三環(huán)公司的電動轎車。它們的性能見附表。RAV4 EV使用了高性能的鎳氫電池，其最高時速和續(xù)駛里程都較高，已達(dá)實(shí)用化階段。清華大學(xué)和三環(huán)公司的電動車使用鉛酸電池，指標(biāo)也很高。

開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、緊密、堅固、效率高，低速時可提供很大的轉(zhuǎn)矩，且驅(qū)動器結(jié)構(gòu)簡單，它曾被專家預(yù)測為電動車領(lǐng)域的一匹黑馬。它的缺點(diǎn)主要是振動和噪聲較大。本次參展使用開關(guān)磁阻電機(jī)的典型電動車是意大利菲亞特公司的菲亞特500型電動車，其性能見附表?？梢钥闯?，在一定功率下，它所能提供的最大轉(zhuǎn)矩較大，即最大轉(zhuǎn)矩與功率之比較大。

可見，電動車使用的各種電動機(jī)各有優(yōu)點(diǎn)，同時又都有其不利的一面，從而使它們并不能完全適合于電動車。因此，繼續(xù)開發(fā)適用于電動車的電動機(jī)仍是電機(jī)工作者的任務(wù)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究的多態(tài)電機(jī)就是這樣一種嘗試。這是一種融混合式步進(jìn)電動機(jī)和異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)于一體的電機(jī)，即在傳統(tǒng)的混合式步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子槽內(nèi)配置一套籠型繞組，將定子鐵心分為兩段，兩段定子鐵心之間放置一個軸向電磁勵磁線圈，其余結(jié)構(gòu)與混合式步進(jìn)電動機(jī)相同。低速時，給電機(jī)定子繞組按混合式步進(jìn)電動機(jī)方式供電，則電機(jī)作為混合式步進(jìn)電動機(jī)運(yùn)行。高速時，給電機(jī)定子繞組按異步電動機(jī)方式供電，同時軸向電磁勵磁線圈通電產(chǎn)生對磁鋼去磁的軸向磁場，使磁鋼對電機(jī)運(yùn)行不產(chǎn)生或產(chǎn)生很小的影響，這時電機(jī)作為異步電動機(jī)運(yùn)行。這樣，這種多態(tài)電機(jī)同時具有混合式步進(jìn)電動機(jī)低速時高轉(zhuǎn)矩和異步電動機(jī)高速時高效率的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的高低速綜合性能和較寬的運(yùn)行速度范圍。這次參展的EV96—1型電動轎車就是使用的這種多態(tài)電機(jī)，目前這種電機(jī)仍正在研制中。

3．4驅(qū)動方式的發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)燃油汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中包括發(fā)動機(jī)、減速器和差速器。這是由于內(nèi)燃機(jī)的速度范圍窄，必須用減速器來擴(kuò)大速度范圍。使用差速器是便于轉(zhuǎn)向。減速器和差速器為一系列傳動齒輪，它們在汽車運(yùn)行中消耗一部分機(jī)械能，使車輪得到的功率不到發(fā)動機(jī)功率的2/3，大大降低了汽車的效率。由于電動機(jī)與發(fā)動機(jī)的不同特點(diǎn)，電動車可以采用四種驅(qū)動方式：與傳統(tǒng)燃油汽車相同；省略減速器；進(jìn)一步省略差速器，電動機(jī)同軸驅(qū)動車輪，即軸驅(qū)；將電動機(jī)直接裝在車輪內(nèi)，即輪驅(qū)?？梢钥闯?。輪式驅(qū)動既完全消除了傳動中的機(jī)械磨損，提高了傳動效率，又具有最小的體積、最輕的重量，同時故障率降低。因此，輪式驅(qū)動是電動車最佳的驅(qū)動方式。國內(nèi)外對輪式驅(qū)動有過一定的研究，如在第26屆東京Motor展覽會上，東京電力公司推出的IZA型電動車就采用了四輪直接驅(qū)動方式，其最高時速為176km/h，1次充電行駛距離為548km(以40km/h恒速)，用的是鎳鎘電池，它是當(dāng)時性能最佳的電動車，這無疑與輪式驅(qū)動方式有關(guān)。本次參展采用輪式驅(qū)動的只有兩家，即中科院北京三環(huán)公司和哈爾濱工業(yè)大學(xué)的電動車。因?yàn)檩喪津?qū)動控制方式較為復(fù)雜，故需要在控制上多做工作。

4結(jié)論

a．作為電動車用電機(jī)，直流電動機(jī)已逐步被淘汰。

b．異步電動機(jī)、交流永磁電動機(jī)和開關(guān)磁阻電動機(jī)都已被用來驅(qū)動電動車，它們各有自己的優(yōu)勢，但也都有各自的弱點(diǎn)，并不完全適合于電動車。

c．進(jìn)一步研究更適合于驅(qū)動電動車的電動機(jī)是電機(jī)工作者的任務(wù)。多態(tài)電機(jī)是一種有前途的電機(jī)。

d．輪式驅(qū)動是電動車最佳的驅(qū)動方式。