开关磁阻电机(SRM)作为一种新型的电动机,其结构最为简单,转子上没有绕组,可靠性高,质量轻,成本低,易于维修。SRM综合了交流感应电动机和直流电动机的许多优点,被广泛地认为是极具潜力的
电动汽车驱动方式。开关磁阻电机直流调速可控性好,能适用于恶劣环境,功率密度也更高,这意味着同样体积的电机能发出更大功率。当起动电流达到额定电流的15%时,转子即可输出100%转矩。此外,这种电机的价格不高,利于推广。开关磁阻电机虽然有很多优点,但其控制系统复杂,在电机的研发阶段很难为其建立数学模型;实际运行当中,发出的噪声和振动较大,导致汽车的整体舒适性下降,负载运行时,这两点尤为明显。未来在开关磁阻电机的研发中,可以通过电机的优化设计来攻克技术难关,降低振动与噪音,使其能广泛应用于
电动汽车的驱动领域。
3.充电技术
电动汽车的推广除了受电池、电机的制约外,充电技术也是阻碍其发展的因素之一。
电动汽车充电的快慢、安全性、便利性已成为消费者考虑是否购买
电动汽车的重要原因之一。目前
电动汽车常用的充电方法有4种:常规充电、快速充电、无线充电和更换电池。
(1)常规充电
常规充电是目前大部分
电动汽车采用的充电方法。车主利用家里的电源插座可以方便地为自己的爱车充电。这种充电方法的充电时间较长,一般为6~8h,如果遇到长途旅行或外出游玩时就显得不太方便。
(2)快速充电
快速充电是现在很多
电动汽车采用的充电方式,在户外或长途旅行时,快速充电能在很短的时间内给汽车充满电。快速充电(Super Charge)亦称应急充电,是一种利用大电流(通常是150~400A)对电池进行快速充电的方式,可在20min到2h内充进80%左右的电量。
快速充电的充电速度非常快,接近于燃油汽车加注汽油的速度。快速充电采用的是脉冲充电技术。脉冲充电是一种利用脉冲方式对电池进行充电的方法,其优点是充电时间短,可增加电池容量,优化起动性能。缺点是对充电设备的技术和成本要求高,过大的电流会对电池内部产生冲击,使电池寿命降低。总的来说,不建议经常使用快速充电。
(3)无线充电
无线充电是最近推出的一种新型的
电动汽车充电方式,采用
电磁感应、磁共振、电场藕合或无线电波等方式进行充电。无线充电需在车上安装感应充电机,充电时供电部分与受电部分没有机械连接,对位需准确。
受到技术条件和设备的限制,无线充电至今还没有在
电动汽车上普及应用。目前比较主流的无线充电技术是磁共振充电。磁共振充电效率高、辐射少,充电时供电线圈与受电线圈无需非常对齐,这一点是其它无线充电设备无法比拟的。未来无线充电技术将会大规模应用在
电动汽车上,甚至可以将供电系统铺装在马路上(如路面的沙井盖),实现汽车边走边充电。图6为汽车的无线充电示例。
(4)更换电池
除了上面所谈到的几种常规的充电模式外,
电动汽车上还有一种比较特殊的充电模式,那就是更换电池。更换电池是指当
电动汽车上的电池电量快要耗尽时,车主驾车到附近的换电站,用充满电的电池替换耗尽电的电池。这种充电方式适用于出租汽车行业。出租汽车由于行驶里程长,运行时间连续,对能量补给的速度要求高,所以非常适合于用更换电池的方式充电。出租车的车型相对单一,方便配置统一规格的电池。众泰为杭州出租车公司配置的M399型电动出租车,就是采用更换电池的方式充电,80V、160Ah的
蓄电池统一由国家电网提供(图7)。
二、结语
电动汽车作为21世纪最具潜力的绿色交通运输工具,正悄无声息的融入到,我们的生活。随着公路上的新能源汽车越来越多,我们越来越能感受到绿色汽车为我们带来的便利—无废气排放,无噪声污染,节能、环保。欧洲多国宣布将在2030年左右全面禁售燃油汽车,很多国际汽车巨头如大众、宝马、奔驰、雪铁龙、丰田等均提出旗下的车型全面向纯电动或混合动力转化,并明确了相关的时间点。如丰田公司计划在2050年全面停产纯汽油和柴油燃料车型,届时只生产纯电动、混合动力和燃料电池汽车。可见,未来的汽车时代将是电动汽车的时代。
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