电机的“拖拽”是什么?
EV技研
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即使不踩加速踏板,电机也旋转!

最近,自动挡燃油汽车呈现爆发性增长。这些自动挡汽车上,虽然看不到离合器,但安装着某种变速器。至少,在停车的时候必须能够把车轮与旋转的发动机断开,所以还是存在着某种形式的离合机构。另一方面,EV(大部分车种)是没有离合器的,驱动电机与车轮相连。也就是说,行驶中的电机不论通电与否,都是旋转着的。有必要注意电机在非驱动时,即空驶时的状态。例如,在加速踏板抬起状态,EV 惯性行驶或者沿下坡道路滑行时,电机被车轮强制拖曳而旋转。这时,因为无刷电机的磁场中使用着永久磁铁,就会在旋转过程中产生能量损失。这是为什么呢?

拖曳现象:使用永久磁铁的电机的先天不足?

EV 在滑行时,由于电机被拖曳旋转,磁路中的磁通也随之变化,虽然没有对非闭合电路产生影响,但是对磁路中的铁心和磁轭有影响——在这些铁磁材料中产生磁滞损耗和涡流损耗,即“铁损”。倘若电流在闭合电路中流过,就会以电流的平方关系发热(焦耳定律)。也就是说,即使车轮没有被驱动,滑行时也会产生能量损耗。这种损耗体现在车轮上就是制动力,正如利用发动机制动使车体产生制动的力。这种现象就叫做“拖曳”。

无拖曳现象的电机

感应电机和开关磁阻电机的磁场中不使用永久磁铁,所以原理上不会发生拖曳时的铁损。这个特点对于电机的控制很重要。另一方面,在使用永久磁铁的电机中,常常由于电机旋转时产生感应电压,导致驱动电流的波形扭曲。为了对这个波形扭曲进行补偿,必须采取先进控制技术。混合动力车既有发动机又有电机,即使关闭电机也会因为上述损失而引起发动机的燃料消耗。在日产汽车“e-4WD”中,为了消除行驶中的拖曳现象,增设了离合器,使得在非驱动时可以断开电机与车轮的连接。


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