淺談電機(jī)在新能源汽車(chē)上的應(yīng)用

羅柏松

【摘 要】汽車(chē)在帶給人們極大便利的同時(shí)，也給我們賴(lài)以生存的環(huán)境造成了不可挽回的傷害，首當(dāng)其沖的就是大氣，多年的汽車(chē)尾氣的排放給大氣帶來(lái)了嚴(yán)重的影響，臭氧層空洞，全球溫室效應(yīng)、酸雨、霧霾等眾多環(huán)境污染的大問(wèn)題，汽車(chē)尾氣都是罪魁禍?zhǔn)祝渲苯娱g接造成的經(jīng)濟(jì)、能源、生態(tài)損失是數(shù)不勝數(shù)的。所以現(xiàn)階段發(fā)明了新能源汽車(chē)，采用電機(jī)供能，既能保證人們對(duì)汽車(chē)的需求又保護(hù)環(huán)境一舉兩得，本研究主要闡述的就是新能源汽車(chē)電機(jī)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)機(jī)；新能源汽車(chē)；電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用

0 前言

新能源汽車(chē)最大的亮點(diǎn)就是改變了傳統(tǒng)汽車(chē)的供能模式，以電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的技術(shù)被廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)中，發(fā)動(dòng)機(jī)是最重要的應(yīng)用，除此之外，許多汽車(chē)零件也開(kāi)始使用電機(jī)，給人們帶了了更多的方便。電動(dòng)機(jī)分為很多類(lèi)型，其中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是汽車(chē)中應(yīng)用最為廣泛的電動(dòng)機(jī)，也是本文介紹的重點(diǎn)。

1 電機(jī)在新能源汽車(chē)上的應(yīng)用

1.1 電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用

新能源汽車(chē)相比較傳統(tǒng)汽車(chē)，最大的改變就是將燃油驅(qū)動(dòng)汽車(chē)改為電力驅(qū)動(dòng)，目的是保護(hù)環(huán)境以及保護(hù)世界上所剩無(wú)幾的不可再生資源，部分新能源汽車(chē)用清潔可再生能源作為源動(dòng)力，如利用秸稈發(fā)酵成的乙醇作為能源，乙醇是一種清潔能源且屬于可再生能源，可以在短時(shí)間內(nèi)被大量制造出來(lái)，免去資源枯竭的后顧之憂(yōu)，非常適合當(dāng)代汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)，在這里我們不予詳細(xì)說(shuō)明。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用基本是完全代替了燃油的使用，通過(guò)更高效，更環(huán)保，更節(jié)能的方式驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，同時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的特殊性，他可以在汽車(chē)的各個(gè)部件使用，這是內(nèi)燃機(jī)所無(wú)法達(dá)到的。既滿(mǎn)足了當(dāng)代對(duì)于汽車(chē)的強(qiáng)烈需求，又滿(mǎn)足了對(duì)日益惡化的環(huán)境的保護(hù)要求，也保護(hù)了不可再生資源，是一件一舉多得的事情。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，電動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的使用，主要是代替內(nèi)燃機(jī)在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮作用，將傳統(tǒng)熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的驅(qū)動(dòng)方式改為電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。同時(shí)，利用自身優(yōu)勢(shì)在其他汽車(chē)部件上發(fā)揮作用，成為新能源汽車(chē)上最重要的部件之一。

1.2 電機(jī)在底盤(pán)中的應(yīng)用

電動(dòng)機(jī)在底盤(pán)上的應(yīng)用主要是在兩個(gè)方面，第一是電動(dòng)機(jī)在助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的應(yīng)用，另一個(gè)是在汽車(chē)車(chē)輪防抱死系統(tǒng)上的應(yīng)用。汽車(chē)的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一直是一個(gè)很特殊的系統(tǒng)，即使在傳統(tǒng)的汽車(chē)中。它也是由蓄電池發(fā)電進(jìn)行工作，而在新能源汽車(chē)中，更是干脆利用電力工作，只要控制電動(dòng)機(jī)輸出時(shí)的轉(zhuǎn)矩以及電力的單位時(shí)間內(nèi)的大小，就可以直接控制助力轉(zhuǎn)向的方向和速度。相比于傳統(tǒng)用蓄電池的作為推動(dòng)力，顯然這樣更加簡(jiǎn)單方便，也提供了強(qiáng)大的能源供給的保護(hù)。汽車(chē)的防抱死系統(tǒng)是汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中，防止因剎車(chē)踩的太死，而出現(xiàn)車(chē)輪抱死的情況，車(chē)輪抱死并不能很好的起到摩擦作用，達(dá)到制動(dòng)的目的，在緊急制動(dòng)中常常容易造成致命的危險(xiǎn)。汽車(chē)的防抱死功能是否完善有效，是判斷一輛車(chē)檔次的重要參考系數(shù)，常見(jiàn)的防抱死裝置是在每一個(gè)車(chē)輪上安裝一個(gè)傳感器，用來(lái)檢測(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速，通過(guò)智能化的方式來(lái)判斷此時(shí)汽車(chē)處于什么狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)判斷汽車(chē)處于一種車(chē)輪抱死的狀態(tài)時(shí)，會(huì)自動(dòng)反饋給相應(yīng)的部件以及車(chē)主，同時(shí)汽車(chē)會(huì)采取相應(yīng)的措施，防止車(chē)輪抱死，導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生。

1.3 電機(jī)在汽車(chē)零部件上的應(yīng)用

隨著科技的不斷發(fā)展創(chuàng)新，汽車(chē)的各種零部件也由手動(dòng)操作改為自動(dòng)控制，常見(jiàn)的比如電動(dòng)的玻璃升降器，電動(dòng)后視鏡等，還有一些傳統(tǒng)的電動(dòng)設(shè)備，比如中央閉鎖裝置，以及電動(dòng)雨刷等都直接應(yīng)用電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來(lái)控制。關(guān)于電動(dòng)玻璃升降器，大部分的汽車(chē)已經(jīng)放棄了傳統(tǒng)的搖把式升降車(chē)窗，而采用電動(dòng)式按鈕控制車(chē)窗，按鈕控制車(chē)窗主要的結(jié)構(gòu)就是電動(dòng)機(jī)和減速器，兩者互相配合，制造了電動(dòng)玻璃升降器。電動(dòng)玻璃升降器不僅美觀實(shí)用，也不易分散司機(jī)的注意力。電動(dòng)后視鏡是改變了傳統(tǒng)的后視鏡需要手動(dòng)改變方向來(lái)觀察后方情況的操作模式，電動(dòng)后視鏡是通過(guò)以電動(dòng)機(jī)為主的控制系統(tǒng)，通過(guò)遙控可以在汽車(chē)內(nèi)就控制后視鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，這樣既不耽誤正常的汽車(chē)駕駛，又能達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)后視鏡隨時(shí)觀察汽車(chē)后面的情況，簡(jiǎn)單而高效，有效減少了司機(jī)因注意力在后視鏡而沒(méi)有關(guān)注前方異常情況而導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生。中央閉鎖裝置是在駕駛位置能夠直接操控所有車(chē)門(mén)的開(kāi)門(mén)或者鎖門(mén)情況的裝置，主要目的是防止有人（尤其是小孩）在汽車(chē)行駛過(guò)程中，擅自或不小心打開(kāi)車(chē)門(mén)，在行駛過(guò)程中打開(kāi)車(chē)門(mén)是一種非常危險(xiǎn)的事情，常常容易造成連環(huán)事故的發(fā)生，因此，利用電動(dòng)機(jī)使駕駛員有控制整個(gè)車(chē)的車(chē)門(mén)閉合的裝置是非常重要的。

2 部分重要驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在新能源汽車(chē)上的使用

2.1 永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

永磁同步電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)概括的總稱(chēng)，他分為兩種，一種是正弦永磁同步電機(jī)，另一種叫做矩形波無(wú)刷直流電機(jī)。在這里，我們重點(diǎn)來(lái)介紹第二種永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)。矩形波無(wú)刷直流電機(jī)是同類(lèi)電機(jī)中效率最高的一種電機(jī)，同時(shí)，它兼具輸出穩(wěn)定性強(qiáng)，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)良特點(diǎn)，因?yàn)樗划a(chǎn)生換向火花，不受到電磁波的干擾，所以使用壽命也明顯高于其他電動(dòng)機(jī)，在同類(lèi)型產(chǎn)品中，無(wú)刷直流電機(jī)算是比較先進(jìn)，性能優(yōu)點(diǎn)比較突出的一款電動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，它也有不可避免的缺點(diǎn)，它具有優(yōu)良的性能和操作體驗(yàn)，它的操作系統(tǒng)也比普通驅(qū)動(dòng)電機(jī)復(fù)雜的多，還有一點(diǎn)缺點(diǎn)就是成本高昂，主要是目前市場(chǎng)上永磁體價(jià)格很貴，作為永磁同步電機(jī)的一種，無(wú)刷直流電機(jī)不可避免的使用永磁體，加上系統(tǒng)較為復(fù)雜，整體的價(jià)格就比較昂貴。但是無(wú)論如何，作為有著超高優(yōu)良特性的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，在有著廣泛的應(yīng)用的同時(shí)，也被相關(guān)人員積極研究，尋找更先進(jìn)的使用渠道以及改善改良整個(gè)系統(tǒng)，試圖擺脫無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在使用上受限制的兩大因素，即：成本昂貴，操作系統(tǒng)復(fù)雜。

2.2 交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

我們都知道，電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種，一種是集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)，集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)不適合大批量生產(chǎn)，但是成本較易控制，是一種純將內(nèi)燃機(jī)改為電動(dòng)汽車(chē)的裝置。有兩種電動(dòng)機(jī)類(lèi)型可供選擇，一種是直流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)在上文中已經(jīng)提過(guò)，除了無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在使用上有著較廣泛的應(yīng)用，其他形式的直流電動(dòng)機(jī)依然處于不斷改進(jìn)的理論研究階段，交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是目前比較可靠的驅(qū)動(dòng)方式，主要代表電機(jī)是三相異步電機(jī)，他的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尤其相對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作難度大的無(wú)刷直流電機(jī)來(lái)說(shuō)，同時(shí)，三相異步電機(jī)還有運(yùn)行系統(tǒng)穩(wěn)定，很少需要維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)，成本低，運(yùn)轉(zhuǎn)效率高等方方面面的優(yōu)點(diǎn)。可以說(shuō)是同類(lèi)電動(dòng)機(jī)中性?xún)r(jià)比最高的一款電動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，他沒(méi)有完全替代其他電機(jī)的應(yīng)用，是因?yàn)樗灿胁蛔阒帲紫仁呛碾娏看蟮膯?wèn)題，耗電量大意味著使用成本的增加，但是最重要的是無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)途旅行，汽車(chē)所儲(chǔ)電量無(wú)法支持三相異步電機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間使用，還有在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，要確保感應(yīng)電機(jī)的相對(duì)問(wèn)題，否則電動(dòng)機(jī)壽命會(huì)受到影響。

3 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)是人類(lèi)歷史上一項(xiàng)偉大的發(fā)明，而電動(dòng)機(jī)的使用最大限度的減少了汽車(chē)使用時(shí)的弊端，因此，可以預(yù)見(jiàn)，新能源汽車(chē)在未來(lái)幾年會(huì)迅速推廣開(kāi)來(lái)，有關(guān)電動(dòng)機(jī)在新能源汽車(chē)上的使用也會(huì)更加的深入，我們有理由相信，隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展，我們的環(huán)境會(huì)有日趨變好的狀態(tài)。所以深入研究電動(dòng)機(jī)在新能源上汽車(chē)上應(yīng)用，值得我們不斷去探究。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：張濤]endprint