新能源汽車—電動機的分類

廣東中才教學(xué)儀器有限公司 /新能源汽車純電動汽車驅(qū)動電機的分類及特點 近年來，伴隨著行業(yè)的發(fā)展，新能源汽車逐漸被廣泛使用，各大廠商也推出了自家的明星產(chǎn)品。電機作為電動汽車最重要的部件之一，各大廠商紛紛選擇合宜的電機，運用在自家的產(chǎn)品上。而到底不同的電機有什么差別？又各自被運用到哪些車型上去了？什么是電機？ 所謂電機，就是將電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的一種電力元器件。 當(dāng)電能被轉(zhuǎn)換成機械能時，電機表現(xiàn)出電動機的工作特性；當(dāng)機械能被轉(zhuǎn)換成電能時，電機表現(xiàn)出發(fā)電機的工作特性。大部分電動汽車在剎車制動的狀態(tài)下，機械能將被轉(zhuǎn)化成電能，通過發(fā)電機來給電池回饋充電。電動機的發(fā)展?fàn)顟B(tài)及分類 電動汽車經(jīng)常采用的驅(qū)動電機有直流電機、異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機四類。最早應(yīng)用于電動汽車的是直流電機，這種電機的特點是控制性能好、成本低。隨著電子技術(shù)、機械制造技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機表現(xiàn)出比直流電機更加優(yōu)越的性能，這些類型的電機正在逐步取代直流電機。 下表是電動汽車常用的四種驅(qū)動電機性能比較：直流電動機優(yōu)點：成本低、易控制、調(diào)速性能良好缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速低、體積大、維護頻繁特性：在電動汽車發(fā)展早期，直流電機被作為驅(qū)動電機廣泛應(yīng)用，但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致它的瞬時過載能力和電機轉(zhuǎn)速的提高受到限制，長時間工作會產(chǎn)生損耗，增加維護成本。此外，電動機運轉(zhuǎn)時電刷冒出的火花使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，會造成高頻電磁干擾，影響整車其他電器性能。因此，目前電動汽車行業(yè)已經(jīng)基本將直流電動機淘汰。應(yīng)用代表車型：早期部分車型小結(jié)：基本上處于淘汰階段，應(yīng)用車型都是早期上市車型。永磁同步電機優(yōu)點：效率高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕缺點：成本較高、高溫下磁性衰退特性：所謂永磁，是指在制造電機轉(zhuǎn)子時加入永磁體，使電機的性能得到進(jìn)一步提升。而所謂同步，則指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。因此，通過控制電機的定子繞組輸入電流頻率，電動汽車的車速將最終被控制。 與其他類型的電機相比較，永磁同步電機最大優(yōu)點就是具有較高的功率密度與轉(zhuǎn)矩密度，說白了，就是相比于其他種類的電機，在相同質(zhì)量與體積下，永磁同步電機能夠為新能源汽車提供最大的動力輸出與加速度。這也是在對空間與自重要求極高的新能源汽車行業(yè)，永磁同步電機成為首選的主要原因。 但是，它也有自身的缺點，轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下，會產(chǎn)生磁性衰退的現(xiàn)象，使得電機容易發(fā)生損壞。應(yīng)用車型：比亞迪秦、比亞迪宋DM、宋EV300、北汽EV系列、騰勢400、眾泰E200、榮威ERX5等。小結(jié)：被廣泛使用，成為主流電機，目前被各大新能源汽車品牌車型選用。異步電機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、成本易控缺點：效率低、調(diào)速性差特性：相比于永磁同步電機，異步電機的優(yōu)點是成本低、工藝簡單、運行可靠耐用、維修方便，而且能忍受大幅度的工作溫度變化。反之，溫度大幅變化會損壞永磁同步電動機。盡管在重量和體積方面，異步電動機并不占優(yōu)，但其轉(zhuǎn)速范圍廣泛以及高達(dá)20000rpm左右的峰值轉(zhuǎn)速，即使不匹配二級差速器也能夠滿足該級別車型高速巡航的轉(zhuǎn)速需求，至于重量對續(xù)航里程的影響，高能量密度的電池能夠“掩蓋”電機重量的優(yōu)勢。應(yīng)用車型：特斯拉Model S、Modle X、江鈴E200、江鈴E100、江鈴E160、眾泰云100S、芝麻E30等。小結(jié)：只是少量車型選用，但也不乏主流車型，從目前來看，該類電機不會成為趨勢。開關(guān)磁阻電機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、體積小輕便、效率高、成本低缺點：噪聲振動大、輸出扭矩脈動特性：開關(guān)磁阻電機作為一種新型電機，相比其他類型的驅(qū)動電機而言，它的結(jié)構(gòu)最為簡單，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，定子裝有簡單的集中繞組，具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、可靠性高、質(zhì)量輕、成本低、效率高、溫升低、易于維修等優(yōu)點。而且它具有直流調(diào)速系統(tǒng)可控性好的優(yōu)良特性，同時適用于惡劣環(huán)境，適合作為電動汽車的驅(qū)動電機使用。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，開關(guān)磁阻電機將成為電動汽車領(lǐng)域的一匹黑馬。應(yīng)用代表車型：無小結(jié)：暫未被廣泛應(yīng)用，但未來有可能因為其優(yōu)良特性，而成為主流電機。 作為電動汽車重要組成部件，不同電機的選用，會決定該電動車生產(chǎn)成本與使用情況。對于時下來講，被廣泛應(yīng)用的尚屬永磁同步電機，最主要的兩點是可