2018年3月5日 星期一

電動汽車電機知多少?特斯拉為何用三相感應電機!


摘錄自 2017/8/16 每日頭條

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特斯拉MODEL3發布性能數據顯示,其標準版百公里加速時間為5.6秒,相對於騰勢400的百公里加速時間14秒,足足加快了8.4秒,最高時速209公里/H,遠遠高於騰勢400的150公里/H,這對於在高速公路上的極致駕車體驗至關重要,特斯拉Modle3有如此高的動力性能,與其選用的三相感應電機密切相關.

1、特斯拉為何用三相感應電機?


電動汽車動力性能體現在最高時速和百公里加速時間兩個方面,它由電機輸出功率決定,電機輸出功率則由轉速和扭矩決定,特斯拉採用三相感應電機,即三相交流異步電機,可以通過超高電壓及弱磁驅動,實現超10000轉的高轉速,同時通過驅動變頻器等電機控制系統,可實現電機在600NM的大扭矩運行,由此保證特斯拉電機輸出高功率,從而提升特斯拉動力性能(本文屬於原創,貓視汽車首發,轉載請註明).
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2、三相感應電機有何缺陷?


三相感應電機雖然具有輸出功率大,同時還有工作溫差大的優勢,但是也存在三大層面的不足,首先在高速運轉時存在轉子發熱、浪費能量及散熱困難,這對於電動汽車續航里程和安全駕駛帶來不利影響;其次是在電機超速後的轉矩會迅速下降,因此在100KM內的加速性能卓越,但是在100KM以上加速性能則會大打折扣,這也是特斯拉不宣傳大於100KM加速時間的原因;再者是需要增加驅動控制器和變頻器等物件,不僅會增加電機成本及消耗能量,更會增大電機體積和重量;由此有傳言說特斯拉在華建廠後,藉助於中國本土稀土資源優勢,在中國市場會選用永磁同步電機,以實現節能和減重的問題;

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3、開關磁阻電機才是未來?

以騰勢400為代表的中國本土生產電動汽車,採用的是永磁同步電機,它能實現重量輕、能耗少及安全駕駛的目標,但是在輸出功率決定的最高時速及百公里加速上,卻遠遠遜色於特斯拉,同時在高溫、震動及過流等複雜環境下,永磁電機容易損壞,再加上永磁材料所需的稀土資源大部分屬於中國,因此永磁電機只在中國擁有市場,歐美日韓則更多傾向於使用開關磁阻電機。


開關磁阻電機定子及轉子皆由普通鋼矽片疊壓而成的雙凸極結構,轉子上沒有繞組,定子上裝有簡單的集中繞組,具備簡單堅固、可靠性高、質量輕、成本低、效率高、溫升低、易於維修等優點,同時還具備直流調速系統的可控性優勢,可適用於多種惡劣環境,非常適合作為電動汽車驅動電機適用,但是轉矩波動帶來的噪聲問題急需解決.

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