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新能源汽车电机发展现状

归档日期:07-16       文本归类:发展替代产业      文章编辑:爱尚语录

  目前新能源汽车电机主要以永磁电机和感应电机为主,本文将着重介绍这两种电机发展现状。

  感应电机的代表当属特斯拉Model S。特斯拉汽车Tesla Model S P85D 所搭载三相感应电动机最大功率可达515 kW(700 Ps),转速范围为12 000~20 000 r /min,加上双电机四驱设计,在减速机配合下,可轻易产生930 N·m 的扭矩,令P85D 的百千米时速加速在3. 4 s 内便可完成。Model S 前后置双电机配置依靠特斯拉优化过的算法,可以根据不同的行驶状况产生不同的动力交错输出,保持汽车的高效运行。助于优异的控制算法和高效的铸铜转子异步电机,特斯拉无论是动力还是在节能、续航方面都有很大优势,纯电动模式续航里程可达426 km。

  永磁同步电机的代表为丰田Prius 系列。丰田公司在1997 年便研发出世界上第一款成熟的混合动力汽车—Prius,迄今为止已发展到第4 代。第4 代Prius 电机采用了分段线圈式定子,转子磁路结构也做了改变,电机的峰值功率为53 kW,峰值转矩为163 N·m,最高转速更是达到17 000 r /min。图1 所示为Prius 系列电机的转子结构图。从结构变化可以看出丰田对永磁同步电机设计研究逐渐深入,其转速及功率密度也不断提高,总的基调为增加直轴电感,增加凸极率。除Prius 系列,丰田还研制了V 一型转子结构的2008 Lexus LS600H,峰值功率为110 kW,峰值转矩为300 N·m,最高转速达到10 230 r /min,功率密度高达2.46 kW/kg。

  奥迪混合动力汽车Q3 驱动电机为永磁同步电机,其最大输出功率为32 kW,最高转速达到12 500 r /min。另一款Q5 采用的永磁同步电机最大功率为40 kW( 2 300 r /min),最高转矩为211 N·m,功率密度达到1。54kW/kg。

  宝马公司研发了宝马i3 永磁同步电机。该电机充分发挥了内置式永磁同步电机的优势,电机总重约为42 kg,电机功率可达125 kW,扭矩可达250 N·m。

  借助于国家政策的支持与财政补贴,我国新能源车用电机得到了快速发展。国内很多高校、研究机构、汽车生产商相继投入到新能源汽车电机的研发中,并且取得了一定成果。

  天津大学、天津清源公司研制的永磁同步电机及其控制系统的峰值功率为45 kW,最大转矩为99.5 N·m,系统最高效率为95%,功率密度为1.087 kW/kg。沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心,研制出额定功率为20 kW,最大功率为40 kW,功率密度超过1.5 kW/kg 的高功率密度永磁同步电机。江苏省交通科学研究院股份有限公司研制了100 kW 电动汽车双绕组永磁同步电机,额定功率为100 kW,峰值功率为220 kW,额定扭矩为960 N·m,峰值扭矩为3 200 N·m,全转速全转矩范围具有两个高效运行区域,电机与驱动器总体效率不小于90%,高速与过载运行范围效率不小于80%。

  精进电机研发的驱动电机额定功率为85 kW,峰值功率为135 kW,额定转矩为325 N·m,峰值转矩为600 N·m,额定转速为2500 r /min,峰值转速为6000 r /min。

  比亚迪e6 采用的永磁电机额定功率为75 kW,峰值功率为90 kW,电动机总扭矩为450 N·m,最高车速为140 km/h,单次充电续航里程在综合工况下最大可达300 km。

  目前,虽然我国新能源汽车动力技术有了突飞猛进的发展,但在高端技术等方面,与国际先进水平还具有一定差距。

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