電動觀光車是屬于區(qū)域用電動車的一種是種專為旅游景區(qū),公園,大型游樂園,封閉社區(qū),校園,花園式酒店,度假村,別墅區(qū),城市步行街,港口等區(qū)域開發(fā)的自駕游,區(qū)域巡邏,代步專用的環(huán)保型電動乘用車輛、其車外觀設(shè)計優(yōu)美,空間實用性大,操作方便,為國內(nèi)旅游景地普遍使用。電機作為電動觀光車最重要的部件之一,各大廠商紛紛選擇各類電機運用在自家的產(chǎn)品上。而不同的電機到底有什么差別?又各自被運用到哪些車型上去了?
什么是電機? 所謂電機,就是將電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的一種電力元器件。 當(dāng)電能被轉(zhuǎn)換成機械能時,電機表現(xiàn)出電動機的工作特性;當(dāng)機械能被轉(zhuǎn)換成電能時,電機表現(xiàn)出發(fā)電機的工作特性。大部分電動汽車在剎車制動的狀態(tài)下,機械能將被轉(zhuǎn)化成電能,通過發(fā)電機來給電池回饋充電。 電動機的發(fā)展?fàn)顟B(tài)及分類 電動汽車經(jīng)常采用的驅(qū)動電機有直流電機、異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機四類。 ★直流電動機 最早應(yīng)用于電動汽車的是直流電機,這種電機的特點是控制性能好、成本低。隨著電子技術(shù)、機械制造技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展,異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機表現(xiàn)出比直流電機更加優(yōu)越的性能,這些類型的電機正在逐步取代直流電機。
直流電動機是入門級電動車、電動觀光車、電動巡邏車普遍使用的一種類型;
直流電機優(yōu)點:成本低、易控制、調(diào)速性能良好 缺點:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速低、體積大、維護頻繁 特性:在電動汽車發(fā)展早期,直流電機被作為驅(qū)動電機廣泛應(yīng)用,但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致它的瞬時過載能力和電機轉(zhuǎn)速的提高受到限制,長時間工作會產(chǎn)生損耗,增加維護成本。
此外,直流電動機運轉(zhuǎn)時電刷冒出的火花使轉(zhuǎn)子發(fā)熱,會造成高頻電磁干擾,影響整車其他電器性能。因此,目前電動汽車行業(yè)已經(jīng)基本將直流電動機淘汰。
永磁同步電動機在噪音以及控制精度環(huán)節(jié)更為優(yōu)秀;
永磁式電動機根據(jù)定子繞組的電流波形的不同可分為兩種類型,一種是無刷直流電機,它具有矩形脈沖波電流;另一種是永磁同步電機,它具有正弦波電流。
這兩種電機在結(jié)構(gòu)和工作原理上大體相同,轉(zhuǎn)子都是永磁體,減少了勵磁所帶來的損耗,定子上安裝有繞組通過交流電來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,所以冷卻相對容易。由于這類電機不需要安裝電刷和機械換向結(jié)構(gòu),工作時不會產(chǎn)生換向火花,運行安全可靠,維修方便,能量利用率較高。
永磁式電動機的控制系統(tǒng)相比于交流異步電機的控制系統(tǒng)來說更加簡單。但是由于受到永磁材料本身的限制,在高溫、震動和過流的條件下,轉(zhuǎn)子的永磁體會產(chǎn)生退磁現(xiàn)象,所以在相對復(fù)雜的工作條件下,永磁式電機容易發(fā)生損壞,故這一塊還有待繼續(xù)發(fā)展改善。
而且永磁材料價格較高,因此整個電機及其控制系統(tǒng)成本較高,目前只有稀土資源豐富的中國比較傾向于使用永磁電機的電動汽車驅(qū)動方案。像日本、歐洲,要么是使用輕稀土的永磁材料做永磁電機,要么是直接改用無需稀土材料但對控制器設(shè)計要求更高的開關(guān)磁阻電機。
優(yōu)點:效率高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕 缺點:成本較高、高溫下磁性衰退
特性:所謂永磁,是指在制造電機轉(zhuǎn)子時加入永磁體,使電機的性能得到進一步提升。而所謂同步,則指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。因此,通過控制電機的定子繞組輸入電流頻率,電動汽車的車速將最終被控制。 與其他類型的電機相比較,永磁同步電機最大優(yōu)點就是具有較高的功率密度與轉(zhuǎn)矩密度,說白了,就是相比于其他種類的電機,在相同質(zhì)量與體積下,永磁同步電機能夠為新能源汽車提供最大的動力輸出與加速度。這也是在對空間與自重要求極高的新能源汽車行業(yè),永磁同步電機成為首選的主要原因。 但是,它也有自身的缺點,轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下,會產(chǎn)生磁性衰退的現(xiàn)象,使得電機容易發(fā)生損壞
★交流異步電機 交流異步電機是目前工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一類電機,其特點是定、轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成,兩端用鋁蓋封裝,定、轉(zhuǎn)子之間沒有相互接觸的機械部件,結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠耐用,維修方便、實現(xiàn)動能回收更為容易。
交流異步電機與同功率的直流電動機相比效率更高,質(zhì)量約輕了二分之一左右。如果采用矢量控制的控制方式,可以獲得與直流電機相媲美的可控性和更寬的調(diào)速范圍。由于有著效率高、比功率較大、適合于高速運轉(zhuǎn)等優(yōu)勢,交流異步機是目前大功率電動汽車上應(yīng)用最廣的電機。 但在高速運轉(zhuǎn)的情況下電機的轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重,工作時要保證電機冷卻,同時異步電機的驅(qū)動、控制系統(tǒng)很復(fù)雜,電機本體的成本也偏高,另外運行時還需要變頻器提供額外的無功功率來建立磁場,故相與永磁電機和開關(guān)磁阻電機相比,異步電機的效率和功率密度偏低,不是能效最優(yōu)化的選擇。 異步電動機應(yīng)用的較多的地區(qū)是美國,這也被人為是和路況有關(guān)。在美國,高速公路已經(jīng)具有一定的規(guī)模,除了大城市外,汽車一般以一定的高速持續(xù)行駛,所以能夠讓高速運轉(zhuǎn)而且在高速時有較高效率的異步電動機得到廣泛應(yīng)用。 優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、成本易控 缺點:效率低、調(diào)速性差
特性:相比于永磁同步電機,異步電機的優(yōu)點是成本低、工藝簡單、運行可靠耐用、維修方便,而且能忍受大幅度的工作溫度變化。 反之,溫度大幅變化會損壞永磁同步電動機。盡管在重量和體積方面,異步電動機并不占優(yōu),但其轉(zhuǎn)速范圍廣泛以及高達20000rpm左右的峰值轉(zhuǎn)速,即使不匹配二級差速器也能夠滿足該級別車型高速巡航的轉(zhuǎn)速需求,至于重量對續(xù)航里程的影響,高能量密度的電池能夠“掩蓋”電機重量的優(yōu)勢。