電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電動(dòng)汽車交流電機(jī)

導(dǎo)讀：電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電動(dòng)汽車交流電機(jī)

普通燒油的汽車是靠汽油來發(fā)動(dòng)的，當(dāng)然電動(dòng)汽車是電動(dòng)機(jī)電池來發(fā)動(dòng)的。新能源汽車具有環(huán)保、節(jié)約、簡(jiǎn)單三大優(yōu)勢(shì)。在純電動(dòng)汽車上體現(xiàn)尤為明顯：以電動(dòng)機(jī)代替燃油機(jī)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)而無需自動(dòng)變速箱。相對(duì)于自動(dòng)變速箱，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠，甚至被視為中國(guó)在新能源汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)“彎道超車”的希望領(lǐng)域之一。新能源電動(dòng)汽車主要是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)和整車控制系統(tǒng)三部分構(gòu)成，其中的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是直接將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的部分，決定了電動(dòng)汽車的性能指標(biāo)。因此，對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇就尤為重要。

電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)：直流電動(dòng)機(jī)

在電動(dòng)汽車發(fā)展的早期，很多電動(dòng)汽車都是采用直流電動(dòng)機(jī)方案。主要是看中了直流電機(jī)的產(chǎn)品成熟，控制方式容易，調(diào)速優(yōu)良的特點(diǎn)。但由于直流電動(dòng)機(jī)本身的短板非常突出，其自身復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)（電刷和機(jī)械換向器等），制約了它的瞬時(shí)過載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高；而且在長(zhǎng)時(shí)間工作的情況下，電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生損耗，提高了維護(hù)成本。此外，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電刷火花會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，浪費(fèi)能量，散熱困難，還會(huì)造成高頻電磁干擾，這些因素都會(huì)影響具體整車性能。

由于直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)非常突出，目前的電動(dòng)汽車已經(jīng)將直流電機(jī)淘汰。

電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)：交流異步電動(dòng)機(jī)

交流異步電機(jī)是目前工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一類電機(jī)，其特點(diǎn)是定、轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成，兩端用鋁蓋封裝，定、轉(zhuǎn)子之間沒有相互接觸的機(jī)械部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠耐用，維修方便。交流異步電機(jī)與同功率的直流電動(dòng)機(jī)相比效率更高，質(zhì)量約輕了二分之一左右。如果采用矢量控制的控制方式，可以獲得與直流電機(jī)相媲美的可控性和更寬的調(diào)速范圍。由于有著效率高、比功率較大、適合于高速運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)勢(shì)，交流異步機(jī)是目前大功率電動(dòng)汽車上應(yīng)用最廣的電機(jī)。

但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下電機(jī)的轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重，工作時(shí)要保證電機(jī)冷卻，同時(shí)異步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、控制系統(tǒng)很復(fù)雜，電機(jī)本體的成本也偏高，另外運(yùn)行時(shí)還需要變頻器提供額外的無功功率來建立磁場(chǎng)，故相與永磁電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)相比，異步電機(jī)的效率和功率密度偏低，不是能效最優(yōu)化的選擇。

異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用的較多的地區(qū)是美國(guó)，這也被人為是和路況有關(guān)。在美國(guó)，高速公路已經(jīng)具有一定的規(guī)模，除了大城市外，汽車一般以一定的高速持續(xù)行駛，所以能夠讓高速運(yùn)轉(zhuǎn)而且在高速時(shí)有較高效率的異步電動(dòng)機(jī)得到廣泛應(yīng)用。

電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)：永磁式電動(dòng)機(jī)機(jī)

永磁式電動(dòng)機(jī)根據(jù)定子繞組的電流波形的不同可分為兩種類型，一種是無刷直流電機(jī)，它具有矩形脈沖波電流；另一種是永磁同步電機(jī)，它具有正弦波電流。這兩種電機(jī)在結(jié)構(gòu)和工作原理上大體相同，轉(zhuǎn)子都是永磁體，減少了勵(lì)磁所帶來的損耗，定子上安裝有繞組通過交流電來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以冷卻相對(duì)容易。由于這類電機(jī)不需要安裝電刷和機(jī)械換向結(jié)構(gòu)，工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生換向火花，運(yùn)行安全可靠，維修方便，能量利用率較高。

永磁式電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)相比于交流異步電機(jī)的控制系統(tǒng)來說更加簡(jiǎn)單。但是由于受到永磁材料本身的限制，在高溫、震動(dòng)和過流的條件下，轉(zhuǎn)子的永磁體會(huì)產(chǎn)生退磁現(xiàn)象，所以在相對(duì)復(fù)雜的工作條件下，永磁式電機(jī)容易發(fā)生損壞，故這一塊還有待繼續(xù)發(fā)展改善。

而且永磁材料價(jià)格較高，因此整個(gè)電機(jī)及其控制系統(tǒng)成本較高，目前只有稀土資源豐富的中國(guó)比較傾向于使用永磁電機(jī)的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)方案。像日本、歐洲，要么是使用輕稀土的永磁材料做永磁電機(jī)，要么是直接改用無需稀土材料，但對(duì)控制器設(shè)計(jì)要求更高的開關(guān)磁阻電機(jī)。

電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)：開關(guān)磁阻電機(jī)

開關(guān)磁阻電機(jī)作為一種新型電機(jī)，相比其他類型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)而言，開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，定、轉(zhuǎn)子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子上沒有繞組，定子裝有簡(jiǎn)單的集中繞組，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、可靠性高、質(zhì)量輕、成本低、效率高、溫升低、易于維修等諸多優(yōu)點(diǎn)。而且它具有直流調(diào)速系統(tǒng)的可控性好的優(yōu)良特性，同時(shí)適用于惡劣環(huán)境，非常適合作為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。

但開關(guān)磁阻電機(jī)有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、需要位置檢測(cè)器、系統(tǒng)非線性特性，磁場(chǎng)為跳躍性旋轉(zhuǎn)，控制系統(tǒng)復(fù)雜；對(duì)直流電源會(huì)產(chǎn)生很大的脈沖電流等缺點(diǎn)。另外開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)為雙凸極結(jié)構(gòu)，不可避免地存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，噪聲是開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)最主要的缺點(diǎn)。

但近年來的研究表明，采用合理的設(shè)計(jì)、制造和控制技術(shù)，汽車開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的噪聲完全可以得到良好的抑制。像目前日本對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)的研究比較深入，日本電產(chǎn)的開關(guān)磁阻電機(jī)也廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、家電等各類行業(yè)中。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)也漸漸有廠家關(guān)注這塊電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的未來發(fā)展方向。