|
BMW i3主电机采用永磁同步无刷交流电机，额定工作电压360V，额定电流400A，持续功率75kW，峰值功率125kW，最大扭矩250Nm，最高转速11400rpm，重量却只有49kg。 先科普一下这个电机的名称，我们分解着说，首先“永磁”指的是电机的转子由永磁材料制作而成的，永磁材料无需励磁也就是不需要给转子输入电流，转子本身就具有强磁性，这样的电机反映快速没有时间上的迟滞，只要定子线圈一加电，马上就能产生扭力转动起来，所以也叫同步电机。区别于同步电机的是异步电机，特斯拉车型很多都使用了异步电机。 而无刷则是区别于传统汽车上起动机、发电机等交直流电机。直流电机需要使用碳刷和铜环来实现转子电流的换向，使起动机能持续转动下去，而发电机使用碳刷和铜环是为了让发电机发出来的交流电实现半波整形，方便整流器将交流电转换为直流电给蓄电池充电的。但电动汽车一般不使用有碳刷的直流电机，原因是工作电流很大，任何接触电阻都将产生巨大的热量导致元件损毁或产生强电弧，不但影响电机的寿命而且危险性极大。直流电动机需要换向机构才能持续转动。 那么取消了电刷，电机又如何转动呢？这就是交流电机的特点了，三相交流电机由三相相位相差120度的交流电驱动，很方便利用电源周期性变化的特性，使转子产生一个旋转磁场，所谓的旋转磁场只特指定子线圈通电后，在电机内产生一个连续旋转的磁场，磁场是看不见摸不着的物理特性。并非定子在旋转。有了旋转的磁场再加上永磁电机转子的强磁性，电机就能转动起来而无需电刷，所以BMW i3采用永磁同步无刷交流电机大家就能有个明白的理解了。 永磁同步无刷交流电机具有很多优点，比如起步扭力大，它不像传统发动机那样，一定要将转速提升到怠速水平才能产生初始扭力，并且初始扭力太小需要借助离合器或变矩器才能平稳起步。电机则不同，从零转速开始就具备扭力，而且起步时扭力很快就能达到峰值，这是电动汽车的魅力之所在，加速推背感往往秒杀传统发动机。高速电机还有一个特点就是转速高，BMW i3主电机最高转速达到11400rpm，完全是传统发动机望尘莫及的数据，这么高的转速使得BMW i3主电机只需配置一个主减速机构就能轻松达到150km时速。 BMW i3主电机采用永磁同步无刷交流电机，永磁材料的运用也带来了另外一个缺点，就是永磁材料长时间在高温环境下工作会出现退磁现象，随着磁性的消退，电机的扭力会受到严重的影响，而且这种退磁往往是不可逆的。所以温度对于电机来说非常重要，特别是高温。 为了控制温度，BMW i3主电机在定子线圈中设置了两个温度传感器来监控电机的温度，而且电机的外壳也做了特殊的设计，用来安装定子的铝壳作为电机的内壳体，表面压铸出螺旋形的突起，配合电机的外壳体内壁，就能形成一个螺旋形的散热水套，类似于传统发动机缸体的水套，这种螺旋形水套能强迫水流螺旋运动，散热效率更高而且均匀。电机外壳分别设置有一个进水口和一个出水口，借助电动液压泵将冷却液输送进电机散热水套中进行冷却散热。 电机有一个特性，既能正转也能反转，这是传统发动机所没有的特点，换句话说电机的旋转自由度要高于传统发动机。我们知道，传统燃油发动机往往借助曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器来综合确定发动机的转速和位置。 运用在电动汽车电机上的位置传感器有点特殊，很多电机都使用了旋转变压器类型的位置传感器，BMW i3就是这样，这种位置传感器里面设置了三个线圈，一个是励磁线圈通入正弦交流电时产生磁场均匀变化地磁场，其他两个是感应线圈，位置相互垂直，通过一个连接在电机输出轴上特殊形状的转子能感应出一系列特殊的波形，控制单元将这些信号综合运算后能精确计算出电机的转动方向，转动速度和转子的位置。 维修检测时，可以按照检测线圈的方式来判定旋转变压器的性能和状态，需要提醒的是一般励磁线圈与检测线圈的电阻值并不相同。 BMW i3的电机是三相交流电机，电机因此也有三根相线，分别标注为U/V/W，电机工作时电流比较大，特别是高负载时更是如此，所以，相线一般采用螺栓连接的方式保证可靠接触，我们在日常检修过程中要特别重视这三个螺栓的紧固，否则容易在此处产生高温烧损进而引发电弧的故障。 |
|
|
