電動汽車電機(jī)基礎(chǔ)知識

電動汽車電機(jī)的地位

電控系統(tǒng)是電動車的大腦，指揮著電動汽車的電子器件的運(yùn)行，而車載能源系統(tǒng)是電控系統(tǒng)中的核心技術(shù)，它是銜接電池以及電池組和整車系統(tǒng)的一個(gè)紐帶，其中包括電池管理技術(shù)，車載充電技術(shù)以及DCDC技術(shù)和能源系統(tǒng)總線技術(shù)等。因此車載能源系統(tǒng)技術(shù)日益成為產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)研究的重要方向，并且，也日益成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。目前，該技術(shù)已經(jīng)成為制約電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈銜接和發(fā)展的重要瓶頸。

電動汽車電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型

電動汽車出現(xiàn)由研發(fā)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型的跡象，骨干汽車企業(yè)和動力蓄電池、驅(qū)動電機(jī)、控制器等核心部件生產(chǎn)企業(yè)在幾年的推廣、示范工作中發(fā)展壯大，推出了一系列滿足性能要求的產(chǎn)品。但是作為共性關(guān)鍵技術(shù)的驅(qū)動電機(jī)、電池等關(guān)鍵零部件技術(shù)，其可靠性、成本、耐久性等主要指標(biāo)尚不能滿足電動汽車發(fā)展的需求，成為電動汽車發(fā)展的主要制約因素。

電動汽車電機(jī)研發(fā)困難

從電動汽車的產(chǎn)業(yè)鏈來看，受益端主要可能集中在核心零部件，上游資源端中對資源控制力強(qiáng)的公司也會較為受益。

研發(fā)困難的主要原因如下：

第一：電池是當(dāng)前電動汽車技術(shù)和成本上的最大瓶頸。

第二：由于礦物資源的稀缺性，鋰、鎳等上游資源類企業(yè)也將有較大獲利。

第三：整車廠商目前比較雜亂、沒有確定的壟斷領(lǐng)先優(yōu)勢，應(yīng)首先關(guān)注擁有核心技術(shù)或者擁有技術(shù)上成熟、可商業(yè)化車型的廠商。

電動汽車電機(jī)對驅(qū)動系統(tǒng)要求

高電壓、小質(zhì)量、較大的起動轉(zhuǎn)矩和較大的調(diào)速范圍、良好的起動性能和加速性能、高效率，低損耗、高可靠性。在選擇電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)時(shí)，需要考慮的幾個(gè)關(guān)鍵問題：成本、可靠性、效率、維護(hù)、耐用性、重量和尺寸、噪聲等。在純電動汽車選擇電機(jī)時(shí)包括有電機(jī)類型、功率、扭矩、轉(zhuǎn)速的選擇。

電動汽車電機(jī)分類

現(xiàn)在電動汽車上應(yīng)用的電機(jī)主要有直流電機(jī)、交流感應(yīng)電機(jī)、永磁電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)。

1、電動汽車直流電機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：是起動加速轉(zhuǎn)巨大，電磁轉(zhuǎn)矩控制特性良好，調(diào)速方便，控制裝置簡單，成本較低。

缺點(diǎn)：有機(jī)械換向器，當(dāng)在高速大負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，換向器表面有火花出現(xiàn)，因此不宜太高的電機(jī)轉(zhuǎn)速。比較與其他驅(qū)動系統(tǒng)而言處于劣勢，已經(jīng)逐漸被淘汰。

2、電動汽車交流感應(yīng)電機(jī)

交流感應(yīng)電機(jī)定子用于產(chǎn)生磁場，由定子鐵芯、定子繞組、鐵芯外側(cè)的外殼、支撐轉(zhuǎn)子軸的軸承組成。交流電機(jī)有價(jià)格低、以維護(hù)、體積小的優(yōu)點(diǎn)，但是交流電機(jī)的控制比較復(fù)雜。已經(jīng)成為交流驅(qū)動電動汽車的首選。

3、電動汽車交流感應(yīng)電機(jī)

永磁電機(jī)，采用永磁體來產(chǎn)生氣隙磁通量，永磁體代替了直流電機(jī)中的磁場線圈和感應(yīng)電機(jī)中定子的勵(lì)磁體。永磁同步電機(jī)具有高效率、高力矩慣量比、高能量密度，尤其是其低速大扭矩的優(yōu)點(diǎn)能滿足車輛在復(fù)雜多變的道路下行駛，是個(gè)高性能而且低碳環(huán)保電機(jī)隨著稀土永磁材料的出現(xiàn)有望與交流感應(yīng)電機(jī)爭奪市場。特別是在中小功率范圍內(nèi)等到了廣泛的應(yīng)用。

4、電動汽車開關(guān)磁阻電機(jī)

開關(guān)磁阻電機(jī)定、轉(zhuǎn)子都是普通硅鋼片疊壓成的雙凸極結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠、可調(diào)速范圍寬、效率高、控制靈活、成本低。

缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩波動大、噪聲大、需要位置檢測器、有非線性特性等。應(yīng)用受到限制。

電動汽車的動力性能的好壞與電動汽車功率的大小有著直接的關(guān)系，功率越大，電動汽車的加速性能和最大爬坡能力就越好，質(zhì)量也會更好，同時(shí)電機(jī)的體積也會增加；但是電機(jī)不可長期在高效率下工作，會使電動汽車的能力利用率降低，汽車的行駛里程也會降低。

一般而言，選擇電機(jī)的額定功率應(yīng)該滿足我們汽車的最高車速的要求，電機(jī)的峰值功率要滿足汽車最大爬坡度和加速性能的要求。按以下公式可算出我們電機(jī)所需要的功率。

車輛的驅(qū)動力全部來自車載電機(jī)，在不同的工況下汽車需要的驅(qū)動力也不相同，電機(jī)只能輸出扭矩，車輛在各工況下所需力都是由電機(jī)輸出扭矩經(jīng)過傳動系過后，在驅(qū)動輪上以扭矩的形式推動車輛前進(jìn)。由汽車所需驅(qū)動力可以計(jì)算出驅(qū)動電機(jī)所需要的扭矩。

電機(jī)的轉(zhuǎn)速的選擇與賽車的車速有直接的關(guān)系。其最高轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足汽車的最高車速要求。