明治28(1895)年最早有路面电车的都市是京都。
随着人口的增加,路线网也不断扩充,车辆也变成大型化。路面电车成为名副其实的东京大动脉。在文学或电影中,路面电车也扮演着重要的角色。作者可以容易的利用身边的交通工具——电车来转换场景,也可以在电车中演出偶然的相遇,同时车窗的景色也成为后代人考究当时街头景象的最佳资料。
日本汽车的发展史
电动汽车具有低噪声、零排放、高效率、节能、能源多样化和综合利用等明显优势,成为各国发展的主流。随着永磁材料性能的提高和成本的降低,永磁同步电机(PMSM)以其高效率、高功率因数和高功率密度的优势成为电动汽车驱动系统中的主流电机之一。
永磁电机驱动系统
永磁电机不仅具有无刷结构和交流电机运行可靠的优点,还具有DC电机调速性能好的优点。它不需要励磁绕组,可以实现小尺寸和高控制效率。它是电动汽车电机研发和应用的热点。永磁电机驱动系统可分为无刷直流电机系统和PMSM系统。无刷DC电机(BLDCM)系统具有转矩大、功率密度高、位置检测和控制方法简单等优点,但换向电流难以达到理想状态,会引起转矩脉动、振动和噪声等问题。无刷直流电机系统在速度要求不高的电动汽车驱动领域具有一定的优势,得到了广泛的重视和应用。永磁同步电机(PMSM)系统具有控制精度高、转矩密度高、转矩稳定性好、噪声低等特点。通过合理设计永磁磁路结构,可以获得较高的弱磁性能,提高电机调速范围。因此,它在电动汽车驾驶中具有很高的应用价值,受到国内外电动汽车行业的高度重视,在日本得到了广泛应用。是一种理想的电动汽车驱动系统。
1.日本电动汽车用永磁同步电机的现状
日本从1965年开始发展电动汽车,1967年成立日本电动汽车协会。由于永磁同步电机的优异性能,自问世以来一直受到日本汽车公司的青睐。1996年,丰田汽车公司的电动汽车RAV4采用东京电机公司的插入式永磁同步电机作为驱动电机,其下的日本富士电子研究所研制的永磁同步电机可达到最大功率50kW,最大转速1300r/min。1998年1月,日产公司开发的新一代电动乘用车在美国加州投入使用。驱动电机采用钕铁硼材料,电机体积小。电动汽车驱动电机的技术指标见表2。
近年来,日本电气工程研究实验室与其他公司合作推出了一款内置双层永磁体的永磁同步电机(如图1所示),提高了电机的横轴电导,增加了电机10%的转矩,增加了10%的最大效率区,电机最大峰值效率可达97%以上,主工作区效率可达93%以上。
2.欧洲电动汽车用永磁同步电机的现状
在法国的VEDELIC电动汽车项目中,PSA电动汽车动力总成制造商Moteurleroy-Somer在1997年改进了驱动电机。选用的新型驱动电机是三相永磁同步电机。
与传统的DC驱动系统相比,法国采用的三相永磁同步电机在以下三个方面进行了改进:①功率密度比和转矩密度比更高;②效率更高;③可靠性提高,维护方便。德国第三代奥迪混合动力汽车的驱动电机采用永磁同步电机(PMSM)。最大速度为12500转/分钟,最大输出功率为32kW。
3.美国电动汽车用永磁同步电机的现状
电动汽车在美国的发展比日本晚。在美国,感应电机的设计和控制策略已经成熟,因此感应电机是电动汽车的主要驱动电机。而美国也对永磁同步电机进行了研究,成果突出。詹姆士开发的永磁同步电机。歌迪和凯文。SatCon公司的LeRowR.E采用定子双绕组技术,不仅扩大了电机的转速范围,而且有效利用了逆变器的电压,绕组电流小,电机效率高。表4显示了美国SatCon公司开发的电机在不同速度和功率下的效率特性。
日本汽车制造业始于吉田真太郎,1904年他成立日本第一家汽车厂东京汽车制造厂(现五十铃汽车公司),3年后制造出第一台日本国产汽油轿车“太古里1号”。至今,日本汽车工业已经走过一百多个年头。
二战以前是日本汽车工业的萌芽期。这一时期日本人开始制造汽车,政府也开始意识到汽车产业的重要性,并出台政策进行扶持。1936年,汽车制造行业法正式在日本国内开始实施,日本汽车真正国产化的序幕由此拉开。
二战后的20年(1945年至20世纪60年代中期)是日本现代汽车工业的基础阶段。日本经济在经历了二战的毁灭和战后十年的复苏之后,在1955年进入高速发展阶段。汽车产业也在这一段时间打下了坚实的基础。公务车比例稍有下降,出租车加快发展,私人用车开始起步。
20世纪60年代中期到20世纪70年代,日本汽车工业高速发展。1967年日本超过德国而成为第二大汽车生产国,国内汽车销量首次超过百万辆。1970年,日本国内汽车销量达到238万辆,千人平均保有量达到170辆。比1950年增加了将近60倍。在这段时间,普通劳动者成为汽车的主流买主,汽车不再是社会地位的象征而成为了代步工具。
20世纪70年代的石油危机重创了欧美车商,但是却让推崇小排量车的日本车企从中受益,1976年,日本汽车出口达到250万辆之多,首次超过国内销量。有资料显示,20世纪70年代以后,虽然日本经济走向成熟,经济增长率下降,但汽车产业继续保持近15%的高增长率。而日本汽车产业的这一“黄金时期”基本持续到20世纪80年代中期。
此后,日本汽车市场的增长速度也开始减缓,但出口依然强势,推动汽车产业的不断发展。
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