淺談電機(jī)在新能源汽車上的應(yīng)用

羅柏松

【摘 要】汽車在帶給人們極大便利的同時(shí)，也給我們賴以生存的環(huán)境造成了不可挽回的傷害，首當(dāng)其沖的就是大氣，多年的汽車尾氣的排放給大氣帶來了嚴(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)境污染的大問題，汽車尾氣都是罪魁禍?zhǔn)?，其直接間接造成的經(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，采用電機(jī)供能，既能保證人們對(duì)汽車的需求又保護(hù)環(huán)境一舉兩得，本研究主要闡述的就是新能源汽車電機(jī)的應(yīng)用。

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

0 前言

新能源汽車最大的亮點(diǎn)就是改變了傳統(tǒng)汽車的供能模式，以電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的技術(shù)被廣泛應(yīng)用于新能源汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)是最重要的應(yīng)用，除此之外，許多汽車零件也開始使用電機(jī)，給人們帶了了更多的方便。電動(dòng)機(jī)分為很多類型，其中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是汽車中應(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

新能源汽車相比較傳統(tǒng)汽車，最大的改變就是將燃油驅(qū)動(dòng)汽車改為電力驅(qū)動(dòng)，目的是保護(hù)環(huán)境以及保護(hù)世界上所剩無幾的不可再生資源，部分新能源汽車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，免去資源枯竭的后顧之憂，非常適合當(dāng)代汽車的發(fā)展趨勢，在這里我們不予詳細(xì)說明。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，通過更高效，更環(huán)保，更節(jié)能的方式驅(qū)動(dòng)汽車，同時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的特殊性，他可以在汽車的各個(gè)部件使用，這是內(nèi)燃機(jī)所無法達(dá)到的。既滿足了當(dāng)代對(duì)于汽車的強(qiáng)烈需求，又滿足了對(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。簡單說來，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)械能來驅(qū)動(dòng)汽車。同時(shí)，利用自身優(yōu)勢在其他汽車部件上發(fā)揮作用，成為新能源汽車上最重要的部件之一。

1.2 電機(jī)在底盤中的應(yīng)用

電動(dòng)機(jī)在底盤上的應(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)是在汽車車輪防抱死系統(tǒng)上的應(yīng)用。汽車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一直是一個(gè)很特殊的系統(tǒng)，即使在傳統(tǒng)的汽車中。它也是由蓄電池發(fā)電進(jìn)行工作，而在新能源汽車中，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，顯然這樣更加簡單方便，也提供了強(qiáng)大的能源供給的保護(hù)。汽車的防抱死系統(tǒng)是汽車在制動(dòng)過程中，防止因剎車踩的太死，而出現(xiàn)車輪抱死的情況，車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)。汽車的防抱死功能是否完善有效，是判斷一輛車檔次的重要參考系數(shù)，常見的防抱死裝置是在每一個(gè)車輪上安裝一個(gè)傳感器，用來檢測車輪轉(zhuǎn)速，通過智能化的方式來判斷此時(shí)汽車處于什么狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)判斷汽車處于一種車輪抱死的狀態(tài)時(shí)，會(huì)自動(dòng)反饋給相應(yīng)的部件以及車主，同時(shí)汽車會(huì)采取相應(yīng)的措施，防止車輪抱死，導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生。

1.3 電機(jī)在汽車零部件上的應(yīng)用

隨著科技的不斷發(fā)展創(chuàng)新，汽車的各種零部件也由手動(dòng)操作改為自動(dòng)控制，常見的比如電動(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)來控制。關(guān)于電動(dòng)玻璃升降器，大部分的汽車已經(jīng)放棄了傳統(tǒng)的搖把式升降車窗，而采用電動(dòng)式按鈕控制車窗，按鈕控制車窗主要的結(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)改變方向來觀察后方情況的操作模式，電動(dòng)后視鏡是通過以電動(dòng)機(jī)為主的控制系統(tǒng)，通過遙控可以在汽車內(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駕駛，又能達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)后視鏡隨時(shí)觀察汽車后面的情況，簡單而高效，有效減少了司機(jī)因注意力在后視鏡而沒有關(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門的開門或者鎖門情況的裝置，主要目的是防止有人（尤其是小孩）在汽車行駛過程中，擅自或不小心打開車門，在行駛過程中打開車門是一種非常危險(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)車的車門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，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刷直流電機(jī)。在這里，我們重點(diǎn)來介紹第二種永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)。矩形波無刷直流電機(jī)是同類電機(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)，在同類型產(chǎn)品中，無刷直流電機(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，主要是目前市場上永磁體價(jià)格很貴，作為永磁同步電機(jī)的一種，無刷直流電機(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。但是無論如何，作為有著超高優(yōu)良特性的無刷直流電動(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)汽車的裝置。有兩種電動(dòng)機(jī)類型可供選擇，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，除了無刷電動(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)簡單，尤其相對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作難度大的無刷直流電機(jī)來說，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，成本低，運(yùn)轉(zhuǎn)效率高等方方面面的優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f是同類電動(dòng)機(jī)中性價(jià)比最高的一款電動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，他沒有完全替代其他電機(jī)的應(yīng)用，是因?yàn)樗灿胁蛔阒?，首先是耗電量大的問題，耗電量大意味著使用成本的增加，但是最重要的是無法進(jìn)行長途旅行，汽車所儲(chǔ)電量無法支持三相異步電機(jī)的長時(shí)間使用，還有在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，要確保感應(yīng)電機(jī)的相對(duì)問題，否則電動(dòng)機(jī)壽命會(huì)受到影響。

3 結(jié)語

汽車是人類歷史上一項(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使用時(shí)的弊端，因此，可以預(yù)見，新能源汽車在未來幾年會(huì)迅速推廣開來，有關(guān)電動(dòng)機(jī)在新能源汽車上的使用也會(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)在新能源上汽車上應(yīng)用，值得我們不斷去探究。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]李然.交流異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用[J].新能源汽車的科技創(chuàng)新，2016，（26）.

[責(zé)任編輯：張濤]endprint