电动赛车
作者:Joseph Ogando 发表时间:2005-10-10
某些部件从RASER TECHNOLOGIES公司的赛车中消失了 ——发动机。

为了证明其交流感应电机技术是多么强大,Raser制造了一辆方程式赛车,
它完全由电池和公司的Symetron P-2短轴电机驱动,而不需要发动机。 Raser Technologies公司最近制造了一辆方程式赛车,当启动它后,你听不到那熟悉的发动机轰鸣声。因为,它根本就没有发动机。这辆赛车完全依靠纯电力驱动,所需的电能由30个12V电池组成的蓄电池组提供,驱动系统的核心是一台交流感应短轴电机,它是Raser公司专有的。通过测功机测试,这一驱动系统能够产生高达420ft-lb的转矩,能够在6250rpm的转速下提供500马力的功率。在四月初摩纳哥举行的Grand Prix大赛上,Raser公司对这辆车进行了实测。四月末的SAE World Congress上,Indy 500赛事冠军Danny Sullivan试驾了这辆新车。


▲尽管其电机尺寸与Toyota的Prius混合动力车的电机相当,
但是Symetron P-2短轴电机能提供更大的转矩和功率。
表中所示是几种电机/ 控制器的比较。
尽管它的外观很像赛车,并且它的制造商是一家赛车公司,这辆Raser车不应被当作一辆真正的赛车。事实上,到目前为止对它进行的所有测试,都被有意设置为在低于高速公路行驶车速的工况下进行。“它并不是为追求速度而设计的,”身为Raser公司高级副总裁兼CTO的Timothy Fehr说。有些应用场合要求能够在有限的空间内提供足够大动力,同时又不增加车辆的发热。制造这辆车的目的是为了向业界证明:对于这样的应用场合,交流感应电机能够取代相对昂贵的永磁同步电机。
转矩和效率的提高
在转矩和效率方面,Raser的电动车具有优秀的表现。据Fehr介绍,当与Raser公司专有的“Symetron”系统一起使用时,67kg重的“P2”交流感应短轴电机具有高达35Nm/l的转矩密度。“根据传统的设计经验,对于一台交流感应电机,只能获得低于25Nm/l的转矩密度。”
我们曾经使电机工作于额定转矩的四倍或五倍下,并获得了可以接受的结果。
从不同的角度看,这些电机之所以能够获得这么高的转矩密度,是由于当工作于峰值转矩区时,电机的运行效率很高。Fehr认为,这正是Raser公司技术的最大卖点。“对比原有设计所能达到的水平,我们能够从交流电机中以更高的效率获得更大的持续转矩输出,”他说道,对于传统交流电机,当它们工作在高于额定转矩的区域时,其效率“急剧下降”。在以两倍额定转矩输出的时候,其效率从原有的超过90%快速下降到约85%。而以三倍额定转矩输出时,效率下降的更快,常常只有60%左右。

当Raser的电机和该公司的Symetron控制器一起使用时,
Raser的技术带来最佳的效果,它具有VF驱动的简洁
性和向量驱动的优点。 Raser的技术是电机在恶劣工况下保持高效率的一种尝试。当Raser的电机与该公司的Symetron驱动系统一起运行的时候,工作于两倍额定转矩时,效率仅下降不到两个百分点,而在三倍额定转矩时仅下降3~4个百分点。“我们曾经使电机工作于额定转矩的四倍或五倍下,并获得了可以接受的结果。”Fehr宣称。
效率的每个百分点都是很有价值的,特别是对于那些需要将电机置于狭小空间的工程师而言更是如此。“在获得同等功率输出时,电机效率提高两个百分点相当于其尺寸减少了10%。”Raser的首席工程师George Holling解释道。
Raser是如何做到这点的?该公司的工程主管们视这个问题为机密——考虑到该公司尚未将它们的电机技术商业化,这个立场是可以理解的。Fehr仅仅说针对一些“当前设计理论不足”的认识,Raser对现有的交流感应电机进行了一些结构修改。Holling称Symetron控制器技术具有VF驱动和向量驱动两者的特征。“这种技术拥有向量控制的优点,同时还具有VF驱动结构简单的特点,Symetron的硬件结构很简单。”他补充介绍到,Raser开发的算法能够实现向量控制,同时又不需要昂贵的高精度电流传感器及微处理器。
Raser技术的一些微小线索会在它目前所申请的唯一的专利中找到(U.S.Patent 6,847,186)。这份专利中探讨的并不是传统的交流感应电机,而是一种被Raser公