1.驅(qū)動電機
驅(qū)動電機是電動汽車的關鍵部件,直接影響整車的動力性及經(jīng)濟性。驅(qū)動電機主要包括直流電機和交流電機。目前電動汽車廣泛使用交流電機,主要包括:異步電機、開關磁阻電機和永磁電機(包括無刷直流電機和永磁同步電機)。
車用電機的發(fā)展趨勢如下:
(1)電機本體永磁化:永磁電機具有高轉(zhuǎn)矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等優(yōu)點。我國具有豐富的稀土資源,因此高性能永磁電機是我國車用驅(qū)動電機的重要發(fā)展方向。
(2)電機控制數(shù)字化:專用芯片及數(shù)字信號處理器的出現(xiàn),促進了電機控制器的數(shù)字化,提高了電機系統(tǒng)的控制精度,有效減小了系統(tǒng)體積。
(3)電機系統(tǒng)集成化:通過機電集成(電機與發(fā)動機集成或電機與變速箱集成)和控制器集成,有利于減小驅(qū)動系統(tǒng)的重量和體積,可有效降低系統(tǒng)制造成本。
2.我國發(fā)展現(xiàn)狀
(1)交流異步電機驅(qū)動系統(tǒng)我國已建立了具有自主知識產(chǎn)權異步電機驅(qū)動系統(tǒng)的開發(fā)平臺,形成了小批量生產(chǎn)的開發(fā)、制造、試驗及服務體系,產(chǎn)品性能基本滿足整車需求,大功率異步電機系統(tǒng)已廣泛應用于各類電動客車,通過示范運行和小規(guī)模市場化應用,產(chǎn)品可靠性得到了初步驗證。
(2)開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)已形成優(yōu)化設計和自主研發(fā)能力,通過合理設計電機結構、改進控制技術,產(chǎn)品性能基本滿足整車需求,部分公司已具備年產(chǎn)2000套的生產(chǎn)能力,能滿足小批量配套需求,目前部分產(chǎn)品已配套整車示范運行,效果良好。
(3)無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)國內(nèi)企業(yè)通過合理設計及改進控制技術,有效提高了無刷直流電機產(chǎn)品性能,基本滿足電動汽車需求;已初步具有機電一體化設計能力。
(4)永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)已形成了一定的研發(fā)和生產(chǎn)能力,開發(fā)了不同系列產(chǎn)品,可應用于各類電動汽車,產(chǎn)品部分技術指標接近國際先進水平,基本具備永磁同步電機集成化設計能力;多數(shù)公司仍處于小規(guī)模試制生產(chǎn),少數(shù)公司已投資建立車用驅(qū)動電機系統(tǒng)專用生產(chǎn)線。
(5)永磁電機的主要材料有鐵硼磁鋼、硅鋼等。部分公司掌握了電機轉(zhuǎn)子磁體先裝配后充磁的整體充磁技術。國內(nèi)研制的釹鐵硼永磁體最高工作溫度可達280℃。硅鋼是制造電機鐵芯的重要磁性材料,其成本占電機本體的20%左右,其厚度對鐵耗有較大影響。
(6)電機控制器關鍵部件電機控制器用位置/轉(zhuǎn)速傳感器多為旋轉(zhuǎn)變壓器,目前基本采用進口產(chǎn)品,我國部分公司已具備旋轉(zhuǎn)變壓器的研發(fā)生產(chǎn)能力。IGBT基本依賴進口,價格昂貴,國產(chǎn)車用IGBT尚處于研究階段。