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維修技術(shù)
為什么電動(dòng)汽車(chē)不用電機直接驅動(dòng)車(chē)輪?
內容簡(jiǎn)介:由電機直接驅動(dòng)車(chē)輪這個(gè)想法很早已經(jīng)開(kāi)始有了,更專(zhuān)業(yè)一點(diǎn)的,會(huì )叫這個(gè)玩意做輪轂電機(長(cháng)成一個(gè)輪轂狀,某些電動(dòng)車(chē)上的,或者就是一個(gè)普通的電機,但會(huì )隨著(zhù)輪轂運動(dòng))還有一種輪邊電機(在輪邊裝一個(gè)電機,安裝位置在簧上,電機不隨輪轂運動(dòng),用萬(wàn)向節傳動(dòng))。
      由電機直接驅動(dòng)車(chē)輪這個(gè)想法很早已經(jīng)開(kāi)始有了,更專(zhuān)業(yè)一點(diǎn)的,會(huì )叫這個(gè)玩意做輪轂電機(長(cháng)成一個(gè)輪轂狀,某些電動(dòng)車(chē)上的,或者就是一個(gè)普通的電機,但會(huì )隨著(zhù)輪轂運動(dòng))還有一種輪邊電機(在輪邊裝一個(gè)電機,安裝位置在簧上,電機不隨輪轂運動(dòng),用萬(wàn)向節傳動(dòng))。
      電動(dòng)機從0到額定轉速是恒扭矩變速,從0轉到額定轉速的扭矩是固定的。從轉矩公式:M(扭矩)=975×N(功率)/n(轉速)可以看出,扭矩固定,電動(dòng)機的輸出功率隨著(zhù)轉速下降而下降,例如一臺額定轉速為1500轉15千瓦的電動(dòng)機,把電動(dòng)機的轉速調節為15轉,這時(shí)電機輸出功率只有0.15千瓦,與汽車(chē)的特性是相反的。所以汽車(chē)上的電動(dòng)機必須配變速箱,使電動(dòng)機轉速工作在額定轉速附近。
      電力驅動(dòng)是未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向, 但以特斯拉為代表的純電動(dòng)汽車(chē)也僅僅是將引擎替換為電機,依然使用齒輪變速箱進(jìn)行動(dòng)力傳遞。為何不采用四個(gè)電機直接驅動(dòng)四個(gè)車(chē)輪呢?再結合計算機控制技術(shù)對每個(gè)車(chē)輪的精準控制,這樣豈不比四驅、雙離合等技術(shù)強太多?
  首先明確下,現在有一些汽車(chē)公司已經(jīng)推出了雙輪邊電機驅動(dòng)的電動(dòng)客車(chē)(注意,是客車(chē)),比如比亞迪K9,已經(jīng)在西安的大街小巷跑了。但僅僅是客車(chē)的推廣。四輪驅動(dòng)或者是小型汽車(chē),都沒(méi)有投放市場(chǎng)。
      我們知道對傳統汽車(chē)而言離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器乃至分動(dòng)器都是必不可少的,而這些部件不但重量不輕、讓車(chē)輛的結構更為復雜,同時(shí)也存在需要定期維護和故障率的問(wèn)題,如果采用電機直接驅動(dòng)輪轂,那就可以大大減少整個(gè)傳動(dòng)、制動(dòng)等系統部件,使車(chē)輛結構更加簡(jiǎn)單,同時(shí)也提供了整車(chē)的傳動(dòng)效率。針對這一設想其實(shí)早在20世紀70年代就有汽車(chē)廠(chǎng)商提出輪轂電機技術(shù),只是當時(shí)整個(gè)汽車(chē)領(lǐng)域主要還是以?xún)热紮C驅動(dòng),并且因為內燃機體積的緣故很難集成到輪轂中,所以也限制了輪轂電機技術(shù)的發(fā)展。那么什么是輪轂電機技術(shù)?

      輪轂電機技術(shù)又稱(chēng)車(chē)輪內裝電機技術(shù),它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內,因此將電動(dòng)車(chē)輛的機械部分大大簡(jiǎn)化。輪轂電機具備單個(gè)車(chē)輪獨立驅動(dòng)的特性,因此無(wú)論是前驅、后驅還是四驅形式,都可以比較輕松地實(shí)現,同時(shí)輪轂電機可以通過(guò)左右車(chē)輪的不同轉速甚至反轉實(shí)現類(lèi)似履帶式車(chē)輛的差動(dòng)轉向,大大減小車(chē)輛的轉彎半徑,在特殊情況下幾乎可以實(shí)現原地轉向。

      隨著(zhù)新能源汽車(chē)的發(fā)展,不少汽車(chē)都是采用電驅動(dòng)的方式,因此輪轂電機驅動(dòng)技術(shù)也就派上大用場(chǎng),不僅可以使用輪轂電機作為主要驅動(dòng)力,而且可以用于提供起步、急加速的助力以及剎車(chē)時(shí)的制動(dòng)力,并且在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的能量回收技術(shù)也可以輕松實(shí)現,在控制方面可以通過(guò)針對每個(gè)輪轂電機單獨控制,輕松實(shí)現四驅?zhuān)⑶铱梢詫λ妮嗊M(jìn)行差速控制實(shí)現不同的抓地力分配,提高電動(dòng)汽車(chē)效率。

但是目前輪轂電機技術(shù)仍然有一些技術(shù)難關(guān)需要突破,主要有如下幾點(diǎn):
      輪轂電機系統集驅動(dòng)、制動(dòng)、承載等多種功能于一體,優(yōu)化設計難度大;
      車(chē)輪內部空間有限,對電機功率密度性能要求高,設計難度大;
      電機與車(chē)輪集成,導致非簧載質(zhì)量增大,惡化懸架隔振性能,影響不平路面行駛條件下的車(chē)輛操控性和安全性。同時(shí),輪轂電機將承受很大的路面沖擊載荷電機抗振要求苛刻;
      車(chē)輪部位水和污物等容易集存,導致電機的腐蝕破壞,壽命可靠性受影響;
      輪轂電機運行轉矩的波動(dòng)可能會(huì )引起汽車(chē)輪胎、懸架以及轉向系統的振動(dòng)和噪聲等;
      由于輪轂電機直接集成在輪轂中,這就需要對驅動(dòng)器的控制精度、響應時(shí)間、控制穩定性有著(zhù)嚴格的要求,否則就會(huì )存在嚴重的安全隱患。
  而且從整車(chē)控制角度考慮,也是由很多問(wèn)題需要解決的,比如電子差速控制,牽引力控制,汽車(chē)的橫擺角速度控制等等,這里就不展開(kāi)說(shuō)了。 
  之前聽(tīng)過(guò)美國EDI公司老總的講座,他從上世紀八十年代初就開(kāi)始搞插電式混合動(dòng)力汽車(chē),三十年后,這種汽車(chē)才有機會(huì )投放到市場(chǎng),原因很簡(jiǎn)單,就是省油,污染少,環(huán)境友好。同樣,在這個(gè)集中驅動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)大行其道的時(shí)代,如果分布式驅動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)完成了技術(shù)積累,而且遇到了一個(gè)很好的市場(chǎng)契機,投放市場(chǎng)并非不可能。
      針對以上技術(shù)難點(diǎn),ZLG致遠電子專(zhuān)門(mén)為新能源車(chē)的驅動(dòng)系統控制穩定性、控制精度、響應時(shí)間、轉矩波動(dòng)以及電機性能效率等推出一套成熟的測試方案-MPT1000電機測試系統。并且該公司推出的自由加載引擎技術(shù)可以實(shí)現對電機驅動(dòng)器進(jìn)行毫秒級控制和測試,為輪轂電機在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展保駕護航。
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電機調速方式選擇與節能分析
  從事電廠(chǎng)技術(shù)管理工作多年,在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到對于電機調速控制方式的選擇,本文就常用的兩種調速節能進(jìn)行了分析,以期達到同行交流提高的目的。對于選擇調速需要的設備,初選調速方式,宜選目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟的變頻調節方式為宜。
淺談中小型電機維修
  通常每臺電機維修工作全部完成后都要做全面常規的檢測試驗,在這里不做詳細的表述。只著(zhù)重談一談定子繞組的耐壓試驗和三相電壓、電流、旋轉磁場(chǎng)的檢測。電機修理同電機制造的工作環(huán)境條件及檢測試驗設備都不能相提并論。
變頻器對PLC和步進(jìn)電機干擾的主要原因和解決辦法
  在設備配電中,變頻器、交流接觸器、繼電器和開(kāi)關(guān)電源等等都會(huì )產(chǎn)生干擾信號,變頻器對PLC和步進(jìn)電機的干擾比較明顯,變頻器的諧波可以使PLC顯示器閃爍,可以使PLC按鍵失靈,可以使PLC的信號輸入和輸出工作失常;變頻器的干擾可以使步進(jìn)電機產(chǎn)生震動(dòng)和運行失步。
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