来自俄亥俄州的Jeff曾经给我写过一封信,问交流电动机到底比直流电动机好在哪。这个问题就说来话长了。
交流电动机的知名供应商Metric Mind公司曾称,对于一般驾驶性能而言,交流电动机远远优于直流电动机。当主要汽车制造商——通用公司、福特公司和丰田公司——制造第一辆电动汽车的时候,不约而同都采用的是交流电动机,这应该不是偶然。
Metric Mind认为交流电动机的优点在于:
●实现再生制动而无须增加额外部件——因为交流系统可以在制动时很好地回收能量,就像加速时释放能量一样容易,这样就可以在正常行驶过程中回收一部分电池能量。Metric Mind指出只有少部分的直流电动机能做到这一点,但是它们做得没有那么好,而且这样还会使这些电动机更复杂、更昂贵。
●良好的转矩——简要来说,就是指交流电动机能与内燃机的转矩曲线良好匹配,所以不会因为正常驾驶习惯而不经意地损坏变速器。内燃机与直流电动机有很大不同,其驱动系统不是低端的串励直流电动机所能承受的。交流电动机则适用多了,能使变速器寿命更长。Metric Mind是如何评论的呢?“齿轮断齿、花键磨损、传动轴变形、等速万向节毁坏……交流电动机就不会出现这些问题。”代价太高。
●没有电动机电刷——很多人,包括我的舅舅Chuck在内都认为电刷的寿命很长,而且不出问题。但是我要说的是,它们在再生制动工况下毫无用处。但是这对于交流电动机来说却不是问题,因为交流电动机没有电刷。(https://www.xing528.com)
●可编程性——现在直流电动机控制器是可编程的,但是通常没有进行编程。交流逆变器与电动机实现了完美匹配,你自己能设置软件参数来适应你的驾驶风格和电池。想增加你的续驶里程吗?再生制动时将电池电压设到最高值,行驶时设到最低值。这是复杂的交流逆变器能做到的很小的例子,行驶时全都可以在车内屏幕上实时显示。
●安全性——想听一些可怕的事情吗?如果直流电动机的控制器的功率级失灵,那么整个电池箱的电压——120伏或140伏或其他数值——就会施加到电机上。Metric Mind所言:“如果局部失灵发生在你等待红绿灯的十字路口,你的汽车最好具备较好的断路器、熔断器、切断开关和反应时间。”交流逆变器失灵的最坏结果就是你得停下车,走回去。
●倒车方便性——“逆变器只需将两个相位的顺序交换就可以使转子向相反的方向旋转,”Metric Mind说,而这对于直流电动机来说有点复杂。
●安装简易性——人们通常以为交流系统安装过程比直流系统复杂,实际上恰恰相反。的确,交流电动机的逆变器本身是个复杂的仪器,但是直流电动机的控制器也同样如此。两者都需要使用电脑,但是这很平常,因为内燃机也要使用电脑。在接线方面,Metric Mind说:“给西门子交流驱动系统接线,你需要进行六个连接:三条线与电动机连接,两条线与电池连接,一条线与插座编码器连接。剩下的就是低压接线:+12伏DC/DC输出给车内12伏线束系统,三条线与启动开关连接,三条线与节流阀连接,三条线与方向开关连接,两条线与启动抑制开关连接。所有线束都是预先组装好的。”另一方面,“串励直流电动机系统的典型构造是:两条电线从电池连向主接触器开关,两条跨接电缆连向换向接触器,两条电线从主开关连向控制器,两条电线从控制器连向电动机,一条电线与电动机电枢相连,两条电线与DC/DC变换器输入侧相连。在低压方面:三条电线与启动开关相连,两条电线与节流阀相连,两条电线与预充电接触器线圈相连,两条电线与换向接触器相连,两条电线与控制器的功率电阻预充电电容相连,两条电线与启动抑制开关相连。一条粗电线将DC/DC变换器的阴极接地,另一条电线将输出与12伏系统相连,两条电线将电动机温度开关与仪表板上的照明灯相连。一般情况下没有预置的线束,你需要自己做。”
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