新能源電動汽車中的驅動電機系統(tǒng)

高利帥 曹秀同 蘭文文

摘?要：隨著21世紀全球經濟的發(fā)展，現(xiàn)代電力汽車已經成為了高銷量的創(chuàng)新產品，逐漸取到了早些的加油式汽車。目前電動汽車整體采用了電力驅動系統(tǒng)，可以實現(xiàn)低污染，高效節(jié)能的效果，并且提高了非石油資源的利用率，促進了新能源的開發(fā)，為電動汽車未來的發(fā)展提供了方向。本文旨在于了解驅動電機的最優(yōu)選擇，結構原理，控制方法以及多種電機工作方式。

關鍵詞：電動汽車;驅動電機;控制方法

1 引言

新能源電動汽車與過去傳統(tǒng)的汽車相比，利用控制器來進行電器的控制。電動汽車的驅動電機主要包括了以下三個部分，分別是電機、控制原理、功率變換。電動汽車的主要部分是驅動電機。電動汽車在工作時有很多質和量的要求，例如儲電性能、續(xù)航時間、能源分配等都有較高的要求。

2 直流電動驅動系統(tǒng)

2.1 電機原理簡單介紹

電動機是利用磁場對其內部的電流產生力的作用，通過作用力，使其轉動，進而帶動汽車工作。而電動機就是把電能（二次能源）轉換成機械能的一種器械設備。電動機按照使用電源得不同可以分為直流電動機和交流電動機兩大類，電力系統(tǒng)使用的大部分電動機是交流電機，但也可以是同步或異 步電機。

2.2 直流電動驅動系統(tǒng)

電動汽車的結構中，對于驅動電機的要求非常高，一要求做到體積小，重量輕。二是大轉矩，低轉速特性和寬范圍內的恒定功率特性。三是在運行范圍以內要做到高效率。四是低價格。五是高電壓。六是高轉速。

直流電機是將機械能和直流電能相互轉化的一種旋轉電機，它可以用作發(fā)電機或電動機。其中，直流電機的用途主要以下幾點：一是做電源用直流發(fā)電機，二是做動力用直流電動機，三是進行信號的傳遞。

3 電動汽車電機動力性計算參數(shù)

下面針對某一已知具體參數(shù)的汽車電機進行計算，通過觀測參數(shù)從而對篩選電機及其參數(shù)選擇提供有力支撐。當然，要結合燃油電機系統(tǒng)參數(shù)進行對比，綜合考慮，優(yōu)中擇優(yōu)。

例如，初步參數(shù)如下表1：

則可經過計算求的最高行駛速度為70km/h

二.最大爬坡度計算

滿載時，最大爬坡度可由下式計算得到：

即最大爬坡度為

三.電機功率的選型

新能源電動汽車的電機選擇是一項重要而又艱巨的任務，其中要綜合實際情況以及其運行中損耗等多方面因素。以上僅是對電機選擇的參數(shù)進行單一的舉例。若要對某一具體電機而言，還要具體分析。純電動汽車的輸出全部功率都是由電機的提供，這也是與燃油汽車電機的區(qū)別之一，所以電機的功率選擇必須要滿足汽車的最大爬坡度以及最高車速率。

4 電動汽車電機分類與對比

①直流電機

電動汽車發(fā)展的萌芽階段，大多數(shù)的電動汽車都是直接采用的直流電動機。但是由于直流電動機自身的短板十分明顯，其自身的復雜機械結構（比如機械換向器和電刷），限制了它進一步提高電機轉速和瞬時過載能力;而且如果長時間工作，電機的機械結構會產生損耗，提高了維護的成本。

②交流異步電機

主要是由定子轉子和他們之間的氣息構成的交流異步電動機，將電能（二次能源）轉化為機械能的電力拖動裝置。同時異步電機的驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)非常復雜，電機本身的成本也非常高，運行過程中還需要使用變頻器，用來提供額外的無功功率進而來建立磁場，故與開關磁阻電機和永磁電機相比，異步電機的功率密度偏低，效率偏低，不是能效最優(yōu)化的選擇。

③永磁式電動機

永磁體的應用范圍多種多樣，在電機中不光磁源，還是磁路的組成部分。整體采用開關式整流穩(wěn)壓方式，采取小電流脈沖充電，避免了因為過電流充電而對蓄電池造成損壞，進而延長了蓄電池的使用壽命。在能量的角度上，永磁式電動機節(jié)能性好且運行效率高。

④開關磁阻電機

利用恒功率區(qū)域較寬的特點，可將開關磁阻電機當做驅動電機來使用。并且它具有其他交流電機所不具有的特點，開關磁阻電機的容錯能力較強。由于每相繞組均串聯(lián)在逆變器上，因此開關磁阻的驅動逆變器不會出現(xiàn)直通短路故障。

開關磁阻電機是一種新型的驅動電機，具有可靠性高、結構簡單且堅固、成本低、質量輕、溫升低、效率高、便于維修等優(yōu)點。并且它還具有優(yōu)良的可控性好的直流調速系統(tǒng)，在各種惡劣環(huán)境下都適用，非常適合作為新型電動汽車的驅動電機使用。

5 結論

針對于新型電動汽車而言，為人們的生產生活提供了快速的效率，加快了交通運輸?shù)乃俣?。與此同時，在選擇電機方面仍要格外慎重。當今，新型電動汽車已逐步取代了過去的燃油汽車。電機的種類有很多，再選擇時要綜合各方面考慮，保持新能源汽車與燃油汽車的良好銜接。尤其是在不同的應用方面要根據(jù)實際情況合理的選用電機。在選擇的初期，需要考慮多方面的因素，經過層層篩選，最終才能不斷的更新科技，匹配最為合適的新能源電機。

參考文獻

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