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      一圖看懂強大的電動機在汽車中的應用

        今天討論強大的電動機,也就是牽引馬達。它將在發動機推動車輛方面發揮日益重要的作用。但電動馬達已經在許多其他汽車應用中占據主導地位。我們不妨來進行一個汽車的典型電機普查。

        

       

        圖 1:汽車中的電動機應用

        現有的-和正在增加-的電機設備

        &ldquo;必須得有比手搖起動更好的方式來起動汽車&rdquo;,至少你的曾祖父母是這么認為的。電動起動馬達已經成為汽車的一部分。這些仍然是除牽引電機以外最強大的電動機。隨著怠速停止技術和輕度混合動力汽車的出現,起動電機正在轉變成啟動發電機,并承擔更多功能。在某些設計中,增強型起動馬達可用于在停車后行駛中&ldquo;爬行&rdquo;,使起動馬達和電動牽引馬達之間的分界變得模糊。

        擋風玻璃刮水器也許是現有汽車中最普遍的電動機應用的例子。每輛車至少有一個用于前雨刮器的雨刷電機。后窗雨刷越來越受SUV和有倉門式后背的汽車的歡迎,這意味著在大部分汽車上都存在后雨刷和相應的電機。另一臺電機向擋風玻璃泵送清洗液,在一些汽車中是向前照燈泵送清洗液,后者可能有自己的小刮水器。

        幾乎每輛汽車都有鼓風機,可以使加熱和冷卻系統中的空氣流通; 許多車輛在車廂內有兩個或更多風扇。高端車輛在座椅上也安裝了風扇,用于坐墊通風和熱量分配。

        想知道電動馬達在哪里?電動座椅是找到它的理想之地。在經濟型汽車中,電機提供方便的前后調整和靠背傾斜功能。在高級轎車中,電動機控制高度調節,底部坐墊傾斜,腰部支撐,頭枕調節和坐墊穩固性等功能。其他使用電動馬達的座椅功能,包括動力座椅折疊和后排座椅的動力裝載。

        過去常常手動開關車窗,但現在電動車窗很常見; 未來幾代人不會理解從前人們竟然用傳統的圓形柄去降低他們的窗戶。

        每個窗戶都安置著隱藏的電動馬達,包括如小型貨車的天窗和后窗在內的變體。用于這些窗戶的驅動器可以像繼電器一樣簡單,但對安全要求(如檢測障礙物或夾緊物體)會導致使用更智能的驅動器,并具有運動監控和驅動力限制。

        從手動變為電動,車鎖也變得越來越便捷了。電動控制的優點包括遠程操作等便捷功能,和碰撞后的自動解鎖等增強安全性和智能的功能。與電動窗不同,電動門鎖必須保留手動操作選項,因此這影響了電動門鎖電機和結構的設計。

        儀表板或集群上的指示器可能演變為發光二極管(LED)或其他類型的顯示器,但現在每個表盤和儀表都使用小型電動機。提供便利的種類中,其他電動馬達還包括側后視鏡折疊和位置調節在內的常見功能,以及更多具有情調的應用,例如敞篷車頂,可伸縮踏板以及駕駛員與乘客之間的玻璃隔板。

        在引擎蓋下,電動機在其他一些地方也變得越來越普遍。在很多情況下,電動機正在取代皮帶驅動的機械部件。實例包括散熱器風扇、燃油泵、水泵和壓縮機。將這些功能從皮帶傳動更改為電動傳動有幾個優點。其中一個優點是,使用現代電子設備的驅動電機比使用皮帶和滑輪更節能,從而帶來諸如提高燃油效率,減輕重量和降低排放等益處。另一個優點是,使用電動馬達而不是皮帶使機械設計更具自由度,因為泵和風扇的安裝位置不必受到,必須將蛇形皮帶連接到每個皮帶輪的限制。

        技術趨勢

        當今汽車中的大多數電動機都采用標準的12V汽車系統,使用帶有皮帶驅動的交流發電機以產生電壓并使用鉛酸電池進行存儲。這種結構幾十年來一直很好,但最新的車輛要有更多的舒適性、娛樂性、導航、駕駛員輔助和安全功能。

        雙電壓12V和48V系統可以將部分較高電流負載從12V電池中移出。使用48V電源的優點是相同功率的電流降低4倍,并且伴隨著電纜和電機繞組重量的減輕。可能更新到48V電源的高電流負載的應用包括起動電機、渦輪增壓器、燃油泵、水泵和冷卻風扇。為這些組件安置48V電氣系統可能會節省約10%的燃料消耗。

        有刷直流電機是用于驅動汽車車身中大多數電氣便利功能的傳統解決方案。由于電刷提供換向功能,這些電機的驅動簡單并且相對便宜。在某些應用中,無刷直流(BLDC)電機在功率密度方面具有顯著優勢,從而減輕重量并提供更好的燃油經濟性和更低的排放。制造商在擋風玻璃刮水器、機艙加熱、通風和空調(HVAC)鼓風機和泵中都選擇使用BLDC電機。在這些應用中,電動機傾向于長時間運轉,而不是像電動車窗或電動座椅那樣的瞬時操作,其中刷式電動機的簡單性和成本效益仍然具有優勢。

        結論

        那么,你的車上有多少電動機?你很難找到一輛擁有少于十幾臺電動機的新型汽車,而美國公路上的典型現代汽車可能有40臺或更多的電動機。電動汽車的日益普及將刺激汽車電動機的創新。然而,電動馬達在整個ICE推進式車輛中已經非常流行,隨著每個車型年都在更新的應用,他們使這些應用更便利,有著更好的智能系統和更安全的操作環境,同時減少對環境的影響。我們仍然有很多的發展空間。

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