電動汽車電機
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- 發布時間：2014/2/4 10:06:16
- 作者：AnyWay中國
一電動汽車電機概述
電動汽車利用電動機將電能轉化為機械能來實現驅動，電動汽車電機是電動汽車驅動系統的主要部件之一。電動汽車電機的種類多、用途廣、功率覆蓋面大。車輛行駛的路面工況較復雜，電動汽車電動機的特性必須要適應各種復雜工況的要求。
不同類型的的電動汽車電機，其控制理論不同，電動汽車控制器也不相同。
圖1 純電動汽車驅動系統簡圖
二電動汽車電機性能要求
1、電動汽車電機應該具備較大的起動轉矩、良好的啟動性能和良好的加速性能來滿足電動汽車的頻繁啟/停、加/減速和爬坡等要求；
2、電動汽車電機應該具備較寬的恒功率范圍，以滿足電動汽車高速行駛的需要；
3、電動汽車電機應該具備較大范圍的調速能力，在低速時具有較大的轉矩，在高速時具有高功率，能夠根據駕駛需要，隨時調整電動汽車的行駛速度和相應的驅動力；
4、電動汽車電機應該具備良好的效率特性,在較寬的轉速/轉矩范圍內,獲得最優的效率,提高一次充電后的持續行駛里程,一般要求在典型的駕駛循環區,獲得85%～93%的效率；
5、電動汽車電機的外形尺寸要求盡可能小，質量盡可能輕；
6、電動汽車電機應該具備良好的可靠性好，耐溫和耐潮性能強，能夠在較惡劣的環境下長期工作，運行時噪音低，維修方便；
7、結合控制器是否能有效的回收制動產生的能量。
三電動汽車電機分類
01直流電動機
電動汽車直流電動機主要包括永磁直流電動機和電勵磁直流電動機，電勵磁直流電動機根據勵磁方式不同，可分為它勵直流電機、串勵直流電機、并勵直流電機和復勵直流電機。
優點：
直流電動機具有優良的電磁轉矩控制特性，控制裝置簡單、價廉。
缺點：
直流電動機效率較低、可靠性低(有換向器和電刷)、比功率較小。
控制系統：
直流電動機控制器一般稱為斬波器，相當于在直流電源與直流電機之間的一個周期性通斷電子開關。
02異步電動機
優點：
異步電動機具有效率高、結構簡單、堅實可靠、免維護、體積小、重量輕、易于冷卻(可直接向定子和轉子噴油)、壽命長、能有效的實現再生制動等 。
控制方法：
采用變頻調速技術，可以方便的實現異步電機的無極調速，常用控制方法有：變壓變頻調節(VVVF)；矢量控制調節(VC)；直接轉矩控制(DSC)等。
03永磁同步電動機
電動汽車用永磁同步電動機包括基于方波驅動的無刷直流電動機（BLDCM）和基于正弦波驅動的永磁同步電機（PMSM），兩者機械部分本質上都是交流電機，由于控制器的輸入為直流，將直流輸入交流輸出的控制器和交流電動機的結合體稱為直流電動機，控制器執行有刷直流電機換向器和電刷的作用。
優點：
永磁同步電機效率高，比功率大。
缺點：
控制系統復雜，成本高，功率范圍較小等。
圖2 電動汽車用無刷直流電動機
04開關磁阻電動機
優點：
啟動轉矩大、起動電流小
電機結構簡單，適應于高速運轉，成本低
電機功率電路簡單
可靠性好
良好的適應性
缺點：
控制系統復雜，輸出轉矩波動較大，振動大、噪聲大等。
二電動汽車電機性能對比
表1、電動汽車用直流電機、異步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機的性能對比
| 項目 |
直流電機 |
感應電機 |
永磁電機 |
開關磁阻機 |
| 比功率 |
低 |
中 |
高 |
較高 |
| 峰值效率(%) |
85~89 |
94~95 |
95~97 |
90 |
| 負荷效率(%) |
80~87 |
90~92 |
85~97 |
78~86 |
| 功率因數(%) |
- |
82~85 |
90~93 |
60~65 |
| 恒功率區 |
- |
1:5 |
1:2.25 |
1:3 |
| 轉速范圍(r/min) |
4000~6000 |
12000~15000 |
4000~10000 |
可>15000 |
| 可靠性 |
一般 |
好 |
優良 |
好 |
| 結構的堅固性 |
差 |
好 |
一般 |
優良 |
| 電機外廓 |
大 |
中 |
小 |
小 |
| 電機質量 |
大 |
中 |
小 |
小 |
| 電機成本 ($/kW) |
10 |
8~12 |
10~15 |
6~10 |
| 控制操作性能 |
最好 |
好 |
好 |
好 |
| 控制器成本 |
低 |
高 |
高 |
一般 |
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