你的車上有多少電動(dòng)機(jī)？

關(guān)于汽車中的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用，英國和法國已經(jīng)制定了禁止內(nèi)燃機(jī)(ICE)的限期，中國也在研究何時(shí)禁止內(nèi)燃機(jī)車。沃爾沃已經(jīng)宣布其新車將于2019年開始使用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

本文將討論強(qiáng)大的電動(dòng)機(jī)，也就是牽引馬達(dá)。它將在發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)車輛方面發(fā)揮日益重要的作用。但電動(dòng)馬達(dá)已經(jīng)在許多其他汽車應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位。我們不妨來進(jìn)行一個(gè)汽車的典型電機(jī)普查。

圖 1：汽車中的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用

現(xiàn)有的-和正在增加-的電機(jī)設(shè)備

“必須得有比手搖起動(dòng)更好的方式來起動(dòng)汽車”，至少你的曾祖父母是這么認(rèn)為的。電動(dòng)起動(dòng)馬達(dá)已經(jīng)成為汽車的一部分。這些仍然是除牽引電機(jī)以外最強(qiáng)大的電動(dòng)機(jī)。隨著怠速停止技術(shù)和輕度混合動(dòng)力汽車的出現(xiàn)，起動(dòng)電機(jī)正在轉(zhuǎn)變成啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，并承擔(dān)更多功能。在某些設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)型起動(dòng)馬達(dá)可用于在停車后行駛中“爬行”，使起動(dòng)馬達(dá)和電動(dòng)牽引馬達(dá)之間的分界變得模糊。

擋風(fēng)玻璃刮水器也許是現(xiàn)有汽車中最普遍的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用的例子。每輛車至少有一個(gè)用于前雨刮器的雨刷電機(jī)。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(yīng)的電機(jī)。另一臺(tái)電機(jī)向擋風(fēng)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(fēng)機(jī)，可以使加熱和冷卻系統(tǒng)中的空氣流通; 許多車輛在車廂內(nèi)有兩個(gè)或更多風(fēng)扇。高端車輛在座椅上也安裝了風(fēng)扇，用于坐墊通風(fēng)和熱量分配。

想知道電動(dòng)馬達(dá)在哪里?電動(dòng)座椅是找到它的理想之地。在經(jīng)濟(jì)型汽車中，電機(jī)提供方便的前后調(diào)整和靠背傾斜功能。在高級(jí)轎車中，電動(dòng)機(jī)控制高度調(diào)節(jié)，底部坐墊傾斜，腰部支撐，頭枕調(diào)節(jié)和坐墊穩(wěn)固性等功能。其他使用電動(dòng)馬達(dá)的座椅功能，包括動(dòng)力座椅折疊和后排座椅的動(dòng)力裝載。

過去常常手動(dòng)開關(guān)車窗，但現(xiàn)在電動(dòng)車窗很常見; 未來幾代人不會(huì)理解從前人們竟然用傳統(tǒng)的圓形柄去降低他們的窗戶。

每個(gè)窗戶都安置著隱藏的電動(dòng)馬達(dá)，包括如小型貨車的天窗和后窗在內(nèi)的變體。用于這些窗戶的驅(qū)動(dòng)器可以像繼電器一樣簡單，但對(duì)安全要求(如檢測(cè)障礙物或夾緊物體)會(huì)導(dǎo)致使用更智能的驅(qū)動(dòng)器，并具有運(yùn)動(dòng)監(jiān)控和驅(qū)動(dòng)力限制。

從手動(dòng)變?yōu)殡妱?dòng)，車鎖也變得越來越便捷了。電動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)包括遠(yuǎn)程操作等便捷功能，和碰撞后的自動(dòng)解鎖等增強(qiáng)安全性和智能的功能。與電動(dòng)窗不同，電動(dòng)門鎖必須保留手動(dòng)操作選項(xiàng)，因此這影響了電動(dòng)門鎖電機(jī)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

儀表板或集群上的指示器可能演變?yōu)榘l(fā)光二極管(LED)或其他類型的顯示器，但現(xiàn)在每個(gè)表盤和儀表都使用小型電動(dòng)機(jī)。提供便利的種類中，其他電動(dòng)馬達(dá)還包括側(cè)后視鏡折疊和位置調(diào)節(jié)在內(nèi)的常見功能，以及更多具有情調(diào)的應(yīng)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(dòng)機(jī)在其他一些地方也變得越來越普遍。在很多情況下，電動(dòng)機(jī)正在取代皮帶驅(qū)動(dòng)的機(jī)械部件。實(shí)例包括散熱器風(fēng)扇、燃油泵、水泵和壓縮機(jī)。將這些功能從皮帶傳動(dòng)更改為電動(dòng)傳動(dòng)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使用現(xiàn)代電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電機(jī)比使用皮帶和滑輪更節(jié)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(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使用電動(dòng)馬達(dá)而不是皮帶使機(jī)械設(shè)計(jì)更具自由度，因?yàn)楸煤惋L(fēng)扇的安裝位置不必受到，必須將蛇形皮帶連接到每個(gè)皮帶輪的限制。

技術(shù)趨勢(shì)

當(dāng)今汽車中的大多數(shù)電動(dòng)機(jī)都采用標(biāo)準(zhǔn)的12V汽車系統(tǒng)，使用帶有皮帶驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生電壓并使用鉛酸電池進(jìn)行存儲(chǔ)。這種結(jié)構(gòu)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(dǎo)航、駕駛員輔助和安全功能。

雙電壓12V和48V系統(tǒng)可以將部分較高電流負(fù)載從12V電池中移出。使用48V電源的優(yōu)點(diǎn)是相同功率的電流降低4倍，并且伴隨著電纜和電機(jī)繞組重量的減輕?？赡芨碌?8V電源的高電流負(fù)載的應(yīng)用包括起動(dòng)電機(jī)、渦輪增壓器、燃油泵、水泵和冷卻風(fēng)扇。為這些組件安置48V電氣系統(tǒng)可能會(huì)節(jié)省約10%的燃料消耗。

有刷直流電機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)汽車車身中大多數(shù)電氣便利功能的傳統(tǒng)解決方案。由于電刷提供換向功能，這些電機(jī)的驅(qū)動(dòng)簡單并且相對(duì)便宜。在某些應(yīng)用中，無刷直流(BLDC)電機(jī)在功率密度方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，從而減輕重量并提供更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更低的排放。制造商在擋風(fēng)玻璃刮水器、機(jī)艙加熱、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)鼓風(fēng)機(jī)和泵中都選擇使用BLDC電機(jī)。在這些應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)傾向于長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，而不是像電動(dòng)車窗或電動(dòng)座椅那樣的瞬時(shí)操作，其中刷式電動(dòng)機(jī)的簡單性和成本效益仍然具有優(yōu)勢(shì)。

結(jié)論

那么，你的車上有多少電動(dòng)機(jī)?你很難找到一輛擁有少于十幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)的新型汽車，而美國公路上的典型現(xiàn)代汽車可能有40臺(tái)或更多的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)汽車的日益普及將刺激汽車電動(dòng)機(jī)的創(chuàng)新。然而，電動(dòng)馬達(dá)在整個(gè)ICE推進(jìn)式車輛中已經(jīng)非常流行，隨著每個(gè)車型年都在更新的應(yīng)用，他們使這些應(yīng)用更便利，有著更好的智能系統(tǒng)和更安全的操作環(huán)境，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響。我們?nèi)匀挥泻芏嗟陌l(fā)展空間。