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由于电池的能量密度较低,电池组的质量过大,因此,即使电动汽车动力系统的效率很高,使用铅酸电池的电动汽车一次充电的续驶里程也只有100km左右。由于电池性能差,电动汽车的动力性能无法达到当前内燃机汽车的水平。
由于电动汽车所能携带的电能有限,所以在车上对电能的使用必须注意节省,车内空调和暖风的选用必须充分考虑其对电动汽车续驶里程的影响。除此之外,动力转向、真空助力器、主动(半主动)悬架以及其他一些车载电器的使用也受到限制。因此,乘员的舒适性受到影响。
国内车用电机驱动系统的可靠性和耐久性较低,且缺乏可靠性和耐久性评价理论依据,无法通过设计和有限试验获知电动汽车电机驱动系统的寿命。电机驱动系统是典型的串联可靠性模型,现有国标(报批稿)制定的可靠性测试工控仍参照发动机考核,缺乏可靠性和耐久性评价理论依据。
与提升材料利用率、建立可靠性和电池兼容模型等有关的一些基本模型缺乏,是车用电机驱动系统技术突破的理论障碍,例如电机高功率密度化后,磁场饱和和波弦、脉振和线性假设的理想模型预测值相差甚远,需要建立新型的铁损耗模型。
电动汽车用电机驱动系统技术发展趋势基本可以归纳为永磁化、数字化和集成化。永磁电机具有效率高、比功率较大、功率因数高、可靠性高和便于维护的优点。采用矢量控制的变频调速系统,可使永磁电动机具有宽广的调速范围。因此,电机的永磁化成为电机驱动技术的重要发展方向之一。永磁电机是电动汽车尤其是轿车的主流技术,永磁磁阻式比表贴式更适合电动汽车应用。数字化也是未来电机驱动技术发展的必然趋势。数字化不仅包括驱动控制的数字化,驱动到数控系统接口的数字化,而且还应该包括测量单元数字化。随着微电子学及计算机技术的发展,高速、高集成度、低成本的微机专用芯片以及DSP等的问世及商品化,使得全数字的控制系统成为可能。用软件最大程度上地代替硬件,除完成要求的控制功能外,还具有保护、故障监控、自诊断等其他功能。全数字化是电动车控制乃至交流传动系统的重要发展方向之一。
总之,电动汽车驱动电机总的发展趋势是由通用走向专用,由直流走向交流。电机作为电机驱动系统的动力源,是电动汽车动力系统的核心,已成为电动汽车发展的瓶颈。相信随着电机技术电力电子技术、微电子技术、自控技术的飞速发展和更加完美的结合,电动车用电机必将发展成为可靠、易维护、低成本、高效率、宽调速、高功率密度和高集成度的智能电机。
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