在最常用的永磁同步电机中,这个“磁”来自两个部分,一部分是线圈,另一部分是永磁体,永磁体生成的"电",在电机中就是反电动势。以最常用的永磁同步电机为例,先看下电机一相的示意图:
电机输入交流电Us,在线圈中形成电流is,线圈电阻Rs消耗一部分电能,自身产生感应电势,永磁体磁场在线圈中产生反电势E,这一相写成电压方程为:
其中,ω_e为电角速度,φ_f为永磁体的磁链。可以看出,反电动势的大小与电机的转速与永磁体的特性相关。永磁体的特性又与转子的温度相关,应用时,估算反电动势:
这里,c2为转子温度修正系数,c1为反电动势修正系数,需要根据在不同转速温度的测试结果进行修正。
当is=0时,E=|Us|,以此方法来测量电机反电动势。
转子温度固定时,磁链反电动势的大小只与转速相关,当转速越大,反电动势越大。当E大于|Us|时,电驱动进入馈电状态,若是负载不断拖动使电机转速升高,能量反馈到母线上,可能会造成母线或者电池电压过高,损坏IGBT。
4. 展望
电动车在减速和制动时,可以进行能量回收,在GB/T 18488中重点考虑了馈电电压、电流和效率。在制定整车制动能量回收策略时,馈电扭矩也是关注的重要指标,影响了制动时的驾驶性,这属于整车策略范畴,不仅要关注电驱动特性,还要关注整车行驶的工况、储能元件的特点等,这会在以后详述。
对于正处于风头浪尖的CLTC续航考核工况而言,由于其较NEDC和WLTP表现出多的能量回收需求。因此,无论是整车厂,或者动力总成供货商,都需要将系统的馈电特性的提升至一个新的水平。(详见文章《朝气蓬勃的CLTC循环工况,你可知"多少"》)
对于整车级别能耗和续航的考核,可以参考标准《GBT 18386-2017 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》中的定义。