无刷直流电动机及其在电动汽车中的应用

由于缺乏电子控制技术，早期电动汽车的速度限制在每小时20英里。除了糟糕的充电基础设施外，汽油动力汽车的便利性也促使车主放弃电动汽车。然而，诸如无刷直流电动机(BLDC motor)等技术进步使这些节能汽车更具可行性。

新的兴趣

汽车制造商收购了电动车在20世纪60年代重新产生了兴趣;在与直流无刷电机在帮助那个时候创新NASA的科学家们徜徉在月亮在月球车。在月球越野车车轮NASA建各得在其中一个BLDC电机。

虽然在20世纪70年代和80年代的能源危机，电动车再次激起了兴趣，汽车制造商并没有提供混合动力和电动汽车的美国消费者，直到新千年。气体的日益增长的成本可以解释为什么美国的消费者超过40％表示在2013年随着无刷直流电机的帮助下拥有了电动汽车的兴趣，今天的电动车：

• 高达80％，比传统汽车更高效;

• 驾驶成本更低，每英里2美分(汽油动力汽车每英里12美分或更多);和

• 清洁，零尾气排放。

电动汽车中的无刷直流电动机(BLDC Motor)

在最新的电动汽车出现之前，汽车已经将无刷直流电机用于挡风玻璃雨刷、CD播放器和电动车窗。今天的汽车制造商在绿色汽车中使用三种不同类型的电动机:无刷直流电动机、拉丝直流电动机和交流感应电动机。

无刷直流电机有一个永磁转子，转子周围有一个缠绕的定子。定子里的绕组是用电子换向的，而不用电刷。这使得无刷直流电机:

• 易于维护，

• 更耐用，

• 较小，

• 85% - -90%更有效率,

• 能更快，更高操作速度响应，

• 在速度控制和换向方面控制更简单，

• 轻,

• 不易发生拉丝电机故障的经验，和

• 能自动起动。

BLDC电机的组合物还保持了车辆冷却器和耐热内部的机械。另外，因为电机是无刷，有没有危险刷火花。

BLDC电机驱动器

今天所有的混合动力汽车的使用BLDC电机。绿色汽车制造商往往宁愿BLDC电机在替代品，因为峰值点效率高，转子冷却更简单。该电机还可以工作在“功率因数”，这意味着该驱动器可以在其最高效率水平运行。

电池和刹车。电池是无刷直流电机驱动系统中最重要的部件之一。除了为发动机提供能量外，它们还允许电子接收器工作。因此，尽可能高效地使用绿色汽车的电池是非常重要的。

每当电池使用时，其化学结构就会发生不可逆的变化。因此，充电电池在接近充满电的状态下是最有效的。由于无刷直流电动机中的永磁体和外部转矩作为发电机的能力，一个绿色汽车的驾驶员可以通过踩刹车来给电池充电。然而，需要注意的是，单靠刹车并不能给电动汽车的电池完全充电。

电动机响应。绿色汽车制造商和美国国家航空航天局(NASA)等机构更喜欢无刷直流电机，因为它们的电机响应速度快。高性能，小直径磁转子减少了电枢的惯性，允许高加速度，减少旋转损耗，平滑的伺服特性。这种最佳的电机响应也允许更多的恒定速度，即时速度调节和更安静的驱动系统。

展望未来

无刷直流电动机并非没有故障。目前它的制造成本比拉丝的同类产品要高。此外，永磁体产生的磁场是不可调的。科学家希望使磁场强度更可调，这样当电动汽车需要最大扭矩时，特别是低速时，磁场强度将达到最大。

随着绿色汽车越来越受欢迎，汽车制造商和科学家预计无刷直流电机将主导市场。随着电动汽车制造业的不断创新，经济学家预测，到2020年，全球新车购买量的33%将是绿色汽车。