電動(dòng)觀光車(chē)是屬于區(qū)域用電動(dòng)車(chē)的一種是種專(zhuān)為旅游景區(qū),公園,大型游樂(lè)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(kāi)發(fā)的自駕游,區(qū)域巡邏,代步專(zhuān)用的環(huán)保型電動(dòng)乘用車(chē)輛、其車(chē)外觀設(shè)計(jì)優(yōu)美,空間實(shí)用性大,操作方便,為國(guó)內(nèi)旅游景地普遍使用。電機(jī)作為電動(dòng)觀光車(chē)最重要的部件之一,各大廠商紛紛選擇各類(lèi)電機(jī)運(yùn)用在自家的產(chǎn)品上。而不同的電機(jī)到底有什么差別?又各自被運(yùn)用到哪些車(chē)型上去了?
什么是電機(jī)? 所謂電機(jī),就是將電能與機(jī)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(jī)械能時(shí),電機(jī)表現(xiàn)出電動(dòng)機(jī)的工作特性;當(dāng)機(jī)械能被轉(zhuǎn)換成電能時(shí),電機(jī)表現(xiàn)出發(fā)電機(jī)的工作特性。大部分電動(dòng)汽車(chē)在剎車(chē)制動(dòng)的狀態(tài)下,機(jī)械能將被轉(zhuǎn)化成電能,通過(guò)發(fā)電機(jī)來(lái)給電池回饋充電。 電動(dòng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)及分類(lèi) 電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)常采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)有直流電機(jī)、異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)四類(lèi)。 ★直流電動(dòng)機(jī) 最早應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的是直流電機(jī),這種電機(jī)的特點(diǎn)是控制性能好、成本低。隨著電子技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)表現(xiàn)出比直流電機(jī)更加優(yōu)越的性能,這些類(lèi)型的電機(jī)正在逐步取代直流電機(jī)。
直流電動(dòng)機(jī)是入門(mén)級(jí)電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)觀光車(chē)、電動(dòng)巡邏車(chē)普遍使用的一種類(lèi)型;
直流電機(jī)優(yōu)點(diǎn):成本低、易控制、調(diào)速性能良好 缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速低、體積大、維護(hù)頻繁 特性:在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展早期,直流電機(jī)被作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)廣泛應(yīng)用,但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致它的瞬時(shí)過(guò)載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高受到限制,長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)產(chǎn)生損耗,增加維護(hù)成本。
此外,直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電刷冒出的火花使轉(zhuǎn)子發(fā)熱,會(huì)造成高頻電磁干擾,影響整車(chē)其他電器性能。因此,目前電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)基本將直流電動(dòng)機(jī)淘汰。
永磁同步電動(dòng)機(jī)在噪音以及控制精度環(huán)節(jié)更為優(yōu)秀;
永磁式電動(dòng)機(jī)根據(jù)定子繞組的電流波形的不同可分為兩種類(lèi)型,一種是無(wú)刷直流電機(jī),它具有矩形脈沖波電流;另一種是永磁同步電機(jī),它具有正弦波電流。
這兩種電機(jī)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(lì)磁所帶來(lái)的損耗,定子上安裝有繞組通過(guò)交流電來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,所以冷卻相對(duì)容易。由于這類(lèi)電機(jī)不需要安裝電刷和機(jī)械換向結(jié)構(gòu),工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生換向火花,運(yùn)行安全可靠,維修方便,能量利用率較高。
永磁式電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)相比于交流異步電機(jī)的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更加簡(jiǎn)單。但是由于受到永磁材料本身的限制,在高溫、震動(dòng)和過(guò)流的條件下,轉(zhuǎn)子的永磁體會(huì)產(chǎn)生退磁現(xiàn)象,所以在相對(duì)復(fù)雜的工作條件下,永磁式電機(jī)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(jià)格較高,因此整個(gè)電機(jī)及其控制系統(tǒng)成本較高,目前只有稀土資源豐富的中國(guó)比較傾向于使用永磁電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)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(jī),要么是直接改用無(wú)需稀土材料但對(duì)控制器設(shè)計(jì)要求更高的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
優(yōu)點(diǎn):效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕 缺點(diǎn):成本較高、高溫下磁性衰退
特性:所謂永磁,是指在制造電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)加入永磁體,使電機(jī)的性能得到進(jìn)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(guò)控制電機(jī)的定子繞組輸入電流頻率,電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速將最終被控制。 與其他類(lèi)型的電機(jī)相比較,永磁同步電機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)就是具有較高的功率密度與轉(zhuǎn)矩密度,說(shuō)白了,就是相比于其他種類(lèi)的電機(jī),在相同質(zhì)量與體積下,永磁同步電機(jī)能夠?yàn)樾履茉雌?chē)提供最大的動(dòng)力輸出與加速度。這也是在對(duì)空間與自重要求極高的新能源汽車(chē)行業(yè),永磁同步電機(jī)成為首選的主要原因。 但是,它也有自身的缺點(diǎn),轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動(dòng)和過(guò)流的條件下,會(huì)產(chǎn)生磁性衰退的現(xiàn)象,使得電機(jī)容易發(fā)生損壞
★交流異步電機(jī) 交流異步電機(jī)是目前工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一類(lèi)電機(jī),其特點(diǎn)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(méi)有相互接觸的機(jī)械部件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠耐用,維修方便、實(shí)現(xiàn)動(dòng)能回收更為容易。
交流異步電機(jī)與同功率的直流電動(dòng)機(jī)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(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)勢(shì),交流異步機(jī)是目前大功率電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用最廣的電機(jī)。 但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下電機(jī)的轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重,工作時(shí)要保證電機(jī)冷卻,同時(shí)異步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、控制系統(tǒng)很復(fù)雜,電機(jī)本體的成本也偏高,另外運(yùn)行時(shí)還需要變頻器提供額外的無(wú)功功率來(lái)建立磁場(chǎng),故相與永磁電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)相比,異步電機(jī)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(dòng)機(jī)應(yīng)用的較多的地區(qū)是美國(guó),這也被人為是和路況有關(guān)。在美國(guó),高速公路已經(jīng)具有一定的規(guī)模,除了大城市外,汽車(chē)一般以一定的高速持續(xù)行駛,所以能夠讓高速運(yùn)轉(zhuǎn)而且在高速時(shí)有較高效率的異步電動(dòng)機(jī)得到廣泛應(yīng)用。 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、成本易控 缺點(diǎn):效率低、調(diào)速性差
特性:相比于永磁同步電機(jī),異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)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(huì)損壞永磁同步電動(dòng)機(jī)。盡管在重量和體積方面,異步電動(dòng)機(jī)并不占優(yōu),但其轉(zhuǎn)速范圍廣泛以及高達(dá)20000rpm左右的峰值轉(zhuǎn)速,即使不匹配二級(jí)差速器也能夠滿(mǎn)足該級(jí)別車(chē)型高速巡航的轉(zhuǎn)速需求,至于重量對(duì)續(xù)航里程的影響,高能量密度的電池能夠“掩蓋”電機(jī)重量的優(yōu)勢(shì)。