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以电池为能源的车是不是没有变速箱?它是怎么实现不同的速度的?
转速,电动机,扭矩以电池为能源的车是不是没有变速箱?它是怎么实现不同的速度的?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
以电池为能源的车是不是没有变速箱?它是怎么实现不同的速度的?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
新能源电动汽车没有变速箱,只有一个固定速比的减速箱。这个减速箱可以理解为汽车变速箱的最高档位,传动比与变速箱高档位是一样的。电动汽车虽然没有变速箱,但是依然可以自由变速,这是因为电动机转速宽泛的原因,最高转速可以达到1-20000转/分,这是内燃机做不到的。
燃油车配变速箱,是因为内燃机并不能直接驱动车辆,内燃机低转速的时候输出扭矩很低,无法直接驱动车辆。只能通过减速的办法来增加扭矩,减速增加扭矩的原理与杠杆原理是一样的。变速箱一档的传动比在3-4倍之间,主减速比4倍左右。因此一档时发动机扭矩被变速箱放大3-4倍,经过主减速后扭矩又放大一次,放大4倍左右,最终放大16倍。这样才有足够的扭矩来驱动汽车起步,但是传动比太高,虽然扭矩上去了,而转速却降了下来。车子最高时速受到限制,油耗激增、噪音震动加大。因此还需要更多档位,车辆启动后对动力需求是不断降低的。而对转速需求是不断升高的,因此变速箱需要多个档位。起步时需要高扭矩通过低档位实现,起步后车辆需要提速时通过高档位实现。
而电动机的特性则与内燃机大大不一样。内燃机最大扭矩需要转速支持,涡轮增压发动机在1500转/分以上时才能输出额定扭矩。而电动机的特性是低转高扭矩,在较低的转速下就可以输出额定扭矩。
在而定转速范围内,电动机工作在恒转矩状态,例如某电机0-4000rpm转矩始终是300Nm。超过额定转速后电动机转矩会随着转速增加降低。因此电机的特性适合用来驱动汽车,低转速就可以输出额定扭矩,不需要变速箱降低转速来提高扭矩。减速箱速比设定可以更低一些。同时电动机的转速非常高,超过内燃机一倍以上,电动机转速超过额定转速后电动机就进入了恒功率区间。这时候转速提升后转矩会降低从而功率不会改变。功率=转速×扭矩。因此即使超高的转速也不会增加耗电量,超高的转速可以使车辆达到一个较高的速度,完全可以满足车辆对速度的要求。
因此只要调节电动机转速就可以控制车速。电动汽车大多数采用用直流无刷永磁电机,少数采用交流感应电机(特斯拉)。永磁电机调速要简单一些,永磁电机效率也比较高,而交流电机调速要困难一些,效率也低一些。
直流无刷电机是需要驱动的,定子的三相线圈一次通电后产生一个旋转磁场推动永磁转子旋转。而转速调节则通过PWM驱动来实现的,通过调整占空比来实现,占空比改变后定子线圈上的有效电压也随之改变,电压改变电流改变。励磁磁场强度改变,从而达到了调整电机速度的目的。
题外话:常说的比亚迪自主研发大功率IGBT模块,就是上面电路图中的开关三极管(绝缘栅双极型晶体管)。是调速器最关键的功率部件,我国大功率开关管模块一直被英飞凌、三菱、富士电机为首的国际巨头垄断,国产化占比长期处于较低水平。比亚迪取在核心技术上有所突破,完全可以取代进口IGBT模块。
回答于 2019-09-11 08:43:50
电动机天生就有非常广的调速范围,而且过载能力强,扭力大,所以不需要变速箱这么一套东西,火车也没有变速箱,档位这么一套东西,都是电动机无级变速,直流电机只需要改变电压,交流电机只需要改变频率就可以实现变速
回答于 2019-09-11 08:43:50
电动汽车是以车载电源为动力,依靠电动机驱动汽车行驶且符合道路交通、安全法规各项要求的汽车。一般情况下将电动汽车分成两大类:纯电动汽车和燃料电池电动汽车。其中,纯电动汽车是依靠单一储能装置(如蓄电池)获得能量。燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能,并作为主要动力源驱动的汽车。
①电力驱动模块。电力驱动模块包括中央控制单元,驱动控制器,电动机,车轮及机械传动装置组成。其主要功能就是将储存在蓄电池中高效有效的电能转化为驱动车轮行驶的动能,并能够在汽车减速制动时,将车轮的动能重新转化为电能储存在蓄电池中。电力驱动系统是电动汽车的核心部分,其性能决定着汽车运行状态的好坏。采用不同的电力驱动系统可以构成不同类型的电动汽车,根据电力驱动系统的不同,可以将电动汽车分类。
②车载电源模块。这一模块主要包括蓄电池电源,能量管理系统和充电控制器等。其主要实现的功能是向电动机提供电能,实时监测电源的使用情况,控制充电装置向蓄电池充电。
③辅助模块。辅助模块由辅助动力源,动力转向单元,驾驶室显示操纵台和辅助装置组成。辅助模块除了辅助电源外,其他装置根据车型的不同而发生改变。
随着科技的发展与不断进步,电动汽车的推广必将具备很多关键的技术。
第一就是电动机及控制技术。作为电动汽车的关键部件,要使电动汽车具有良好的使用性能,电动机的控制尤为关键。未来电动汽车所用电机正向着大功率,高转速,高效率和小型化方向发展。
第二便是电池及管理技术。电池组的性能直接影响整车的加速性能,续航里程及制动能量回收的效率。
第三点便是整车控制技术,新型电动车整车控制系统采用两根总线的网络结构,将来的趋势是实现网络化的控制。
第四点就是整车轻量化技术,汽车轻量化始终是一个研究重点纯电动汽车因为布置了电池组,轻量化问题显得尤为突出,这将会是未来研究的重要领域。
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