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新能源汽车驱动电机的类型及特点是什么(新能源汽车驱动电机的类型及特点有哪些)

1、新能源汽车驱动电机的类型及特点

直流:

新能源汽车驱动电机的类型及特点是什么(新能源汽车驱动电机的类型及特点有哪些)

优点:技术成熟,控制方法简单,调速性能优良

缺点:机械结构复杂,瞬时过载能力和电机提速有限,高频电磁干扰

三相交流异步电动机

优点:结构简单、可靠性好、成本易于控制

缺点:效率低、调速差

永磁同步电机

优点:功率密度高、响应速度快

缺点:高温和过载电流,发生退磁

开关磁阻电机

优点:结构简单、转速宽、响应速度快

缺点:噪声大、功率密度低、效率低

用法:

永磁同步电机占比80%

包括:北汽、比亚迪、上汽、江淮等乘用车;厦门金龙等客车;

三相交流异步电机占比18%

包括:特斯拉Model S等车型;宇通、中通等客车;

开关磁阻电机占比2%

东风混合动力客车等;

永磁同步电机功率密度高,调速范围宽,适合频繁启停工况;三相交流异步电机单位电费低,无退磁现象,适合高速路网发达的工况。

2、驱动电机技术要求

高扭矩:低速运行时具有高扭矩,满足快速启动、加速、爬坡等要求;

高速:高速运行时,应具有速度高、速度范围宽的特点,以满足高速行驶、超车等要求;

高效节能:电动车启停频繁,工作区域广阔。因此,它们需要尽可能宽的有效工作区域,以在电池一次充电后实现尽可能长的续驶里程;

抗振动:电机耐振动,具有一定的过载能力,能在不同工况下稳定可靠地工作。

3、驱动电机对电机轴承带来的挑战

对于一般工业电机所用的电机轴承,国内轴承行业不断发展。随着轴承设计理论水平的提高、轴承钢材料技术的进步、套圈加工设备和工艺水平的提高,钢球制造水平有所上升。已替代进口,占据国内主要市场,但汽车驱动电机调速范围宽、启动扭矩大、功率密度高、效率高的特点使其适合高速、高低温、耐用、稳定和轴承的可靠性。目前国内新能源汽车电机轴承仍主要依赖进口。

速度:驱动电机转速高达20000转/分,轴承dm.n值达到80万以上,远高于普通工业电机的转速。

温度:-40~150,轴承运转平稳,无啸叫;长期工作温度110~120;寒冷地区启动温度为-30~-20,启动扭矩小,噪音低。

润滑:要求润滑脂具有优良的低温性能、耐高温、耐振动、节能高效、长寿命。

振动和噪声:为了保证车内的舒适性,电机的振动和噪声水平应较低,以保证车内的安静性。

电腐蚀:由于绕组不平衡,转子之间存在电位差,形成电流;变频器高频电压引起的漏电流可能会导致轴承电腐蚀,导致轴承故障。

寿命:保证与车辆保修期相同的寿命,5-8年或10万-16万公里。

4、轴承企业采取的对策

面对新应用领域轴承提出的新挑战,从自主研发到产业化需要付出大量努力:提高钢材纯净度和热处理质量;采用精密磨削技术,提高加工精度,减少产品批次偏差;开展润滑研究,与润滑公司合作开发适合高温、高速的润滑产品;选择合适的工程塑料保持架;利用仿真和测试技术加快开发速度、保证轴承可靠性等。国际知名轴承公司提出的对策可供我们参考。

斯凯孚

开发了eDrive滚珠轴承系列。通过优化滚道设计、采用新型结构聚合物保持架、使用宽温度范围的润滑脂以及设计混合陶瓷轴承,可以适应电机轴承的高速性能,有助于扩展传动系统。寿命和延长电池寿命。

日本精工株式会社

采用耐热性优异的树脂材料,通过保持架强度分析优化形状,降低离心力,减少保持架与钢球的摩擦,减少发热;

使用高速润滑脂并选择最合适的稠化剂可以在较宽的温度范围内减少发热;

采用特殊处理,使钢球表面析出高硬度氮化物,提高抗烧结性,从而提高高速运转性能;

采用非接触式橡胶密封圈,抑制运行过程中油脂的泄漏,保证轴承连续运行的可靠性;

外径表面安装O型圈,减少与座孔的间隙,提高抗蠕变能力。

审稿人:彭静

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