試駕同步電機：這意味著什麼？

電動汽車仍被電池開發所掩蓋

混合動力總成的快速發展以及近年來在電動汽車領域的空前發展是電池技術發展的主要重點。他們要求開發人員提供最大的資源，這對設計師來說是最大的挑戰。然而，不應低估這樣的事實，即先進的鋰離子技術的發展伴隨著電流和電動機的功率調節領域的重大進步。事實證明，儘管電動機具有很高的效率，但它們有一個嚴肅的發展領域。

設計人員期望該行業以極高的速度增長，這不僅是因為電動汽車變得越來越普遍，而且還因為燃燒動力汽車的電氣化是歐盟設定的排放水平的重要組成部分。

儘管電動機已有很長的歷史，但設計師如今仍面臨著新的挑戰。根據目的，電動機可以具有窄的設計，大的直徑或小的直徑和長的主體。它們在純電動汽車中的行為不同於混合動力汽車，在混合動力汽車中必須考慮到內燃機產生的熱量。對於電動汽車，速度範圍更廣，必須優化安裝在變速箱並聯混合動力系統中的那些，才能在內燃機的速度範圍內運行。大多數機器都在高壓下運行，但是48伏電機將越來越受歡迎。

為什麼選擇交流電動機

儘管電池使用者的電源是直流電，但電氣系統設計人員目前並未考慮使用直流電動機。即使考慮到轉換損耗，交流設備（尤其是同步設備）也要優於直流設備。但是，同步或異步電動機實際上意味著什麼？我們將向您介紹汽車世界的這一部分，因為雖然電動汽車早已以起動機和交流發電機的形式存在於汽車中，但最近已在該領域引入了全新的技術。

豐田、通用和寶馬現在是少數幾家自行開發和生產電動機的製造商。甚至豐田的子公司雷克薩斯也將這些設備供應給另一家公司日本愛信。大多數公司依賴供應商，如 ZF Sachs、西門子、博世、Zytec 或中國公司。顯然，這項業務的快速發展讓這些公司從與汽車製造商的合作中受益。至於技術方面，如今，對於電動汽車和混合動力汽車的需求，主要使用帶有外轉子或內轉子的交流同步電機。

將DC電池有效轉換為三相AC以及反之亦然的能力在很大程度上歸因於控制技術的進步。但是，電力電子設備中的電流水平比家用電網中的電流水平高很多倍，並且通常超過150安培。這會產生大量熱量，電力電子必須處理這些熱量。目前，電子控制裝置的體積仍然很大，因為不能用魔術棒減小電子半導體控制裝置。

同步電機和異步電機都是一種旋轉磁場電機，具有較高的功率密度。通常，感應電動機的轉子由帶有短路繞組的實心片組成。電流以相反的對在定子繞組中流動，來自三相之一的電流在每一對中流動。由於它們中的每一個都相對於另一個相位偏移 120 度，因此獲得了所謂的旋轉磁場。反過來，這會在轉子中感應出磁場，並且兩個磁場（定子中的旋轉和轉子的磁場）之間的相互作用導致後者的夾帶和隨後的旋轉。然而，在這種電動機中，轉子總是滯後於磁場，因為如果磁場與轉子之間沒有相對運動，就不會在轉子中感應出磁場。因此，最大速度的水平由電源電流和負載的頻率決定。但是，由於同步電動機的效率更高，因此大多數製造商都堅持使用它們。

同步電動機

這些單元具有明顯更高的效率和功率密度。與感應電動機的一個顯著區別是，轉子中的磁場不是通過與定子相互作用而產生的，而是電流流過安裝在其中的附加繞組或永磁體的結果。因此，轉子中的磁場和定子中的磁場是同步的，並且最大電動機速度也分別取決於磁場的旋轉，電流和負載的頻率。為了避免向繞組提供額外的電源，這增加了功率消耗並且使現代電動車輛和混合動力模型中的電流調節複雜化，使用了具有所謂的恆定勵磁的電動機，即電動機。帶有永久磁鐵。如已經提到的那樣，這種汽車的幾乎所有製造商當前都使用這種類型的裝置，因此，根據許多專家的說法，仍然存在短缺昂貴的稀土元素釹和的問題。同步電動機有不同的品種和混合技術解決方案，例如BMW或GM，但我們將為您詳細介紹。

施工

純電動汽車發動機通常直接連接到驅動橋差速器，動力通過半軸傳遞到車輪，減少機械傳動損失。這種地板下的佈局，降低了重心，整體的街區設計也變得更加緊湊。這種情況與混合動力車型的佈局完全不同。對於單模式（豐田和雷克薩斯）和雙模式（雪佛蘭 Tahoe）等全混合動力車，電動機以某種方式連接到混合動力傳動系統中的行星齒輪，在這種情況下，緊湊性要求它們的設計更長更小直徑。在經典的並聯混合動力車中，緊湊的要求意味著安裝在飛輪和變速箱之間的組件具有更大的直徑並且相當平坦，博世和採埃孚薩克斯等製造商甚至依賴於圓盤形轉子設計。轉子也有多種變體 - 在雷克薩斯 LS 600h 中，旋轉元件位於內部，而在某些梅賽德斯車型中，旋轉轉子位於外部。後一種設計在電動機安裝在輪轂中的情況下也非常方便。

文字：Georgy Kolev