浅谈新能源汽车常用的驱动电机

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1、浅谈新能源汽车常用驱动系统驱动电机是新能源汽车的关键技术之一。本文对电动汽车的儿种常川的驱动系统进行了定性分析，对它们的性能进行了比较，指岀了它们各A的特点。1、电传动车辆对驱动电机系统的要求电动汽车的运行与一般的工业应用不同，对驱动系统的要求相对较高。首先，要求驱动电机能量效率高，节能减排：其次，低速的时候具有高扭矩，使汽午:起步快，低速爬坡性能好，高速的时候具有大功率，最高时速高，高速的超车性能好；笫三，具有高恒功率的调速去，电机的成木低；第四，体积小、重量轻，适应汽车的空M布置。另外还要求电动汽车用电动机可靠性好，寿命长，使川维修方便

2、，价格便宜等。车辆驱动电机与普通工业电机比较如表1所示。表1车辆驱动电机与普通工业电机之比较项目工业应用车辆应川封装尺寸空间不受限制，可用标注封装配套各种应用布置空间有限，必须根据具体产品进行特殊设计工作环境环境温度适中(-20〜+40°C);静止应用，震动较小温度变化大(-40〜+105°C);震动剧烈可靠性耍求较高以保证生产效率很高以保障乘车者安全冷却方式通常为风冷(体积大)通常为水冷(体积、小)控制性能动态性能较要求不高需要快速的力矩相应控制，动态性能较好功率密度较低(0.2kw/kg)较高(l-1.5kw/kg)2、电动汽车常用驱动

3、系统2.1直流电机(DCMotor)驱动系统直流屯机的定子的主磁极上绕制的励磁绕组通以直流屯产生气隙磁场，转子的电枢绕组也通入直流电，通电绕组置于磁场中受安培力作用输岀电磁转矩拖动负载运行。直流电机的控制器-•般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方成，驱动系统成本低，易干平滑调速，控制简单、技术成熟，具有交流电机不可比拟的优控制特性。但由于直流电机在运行过程中需要电枢和换向器换向，电刷和换向器制约丫电机过载能力与速度的进一步提高，电刷需要定期维护，造成了使用的不变，并.R.直流电机木身的体积大、重呈大，防护等级不能做得太高，在新研制的电动汽车上

4、已菽本不采用直流电动机。2.2交流感应电机(ACIM)驱动系统交流感应电机定子绕组输入三相对称交流电，在定子绕组中就有励磁电流通过，励磁电流在定子铁芯中产生变磁通和旋转磁场，此时，转子产生感应电动势并有感应电流通过来推动转了•作旋转运动，当转了带有机械负荷时，转了电流增加，由于电磁感应作用，定了绕组屮的励磁电流也增加。三相异少电机转子结构简单，与定子无直接接触部件，运行可靠，转速高，成本低。电机控制器采川？丽方式实现萵压直流到三相交流的电源变换，采川变频调速方式实现电机凋速，采用矢量控制或且接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应，满足负载

5、变化特性的耍求，并能够获得较高效率，IT前在电动汽车中交流异步电机应用较多。图1为三相异步感成电机驱动系统在电动或燃料电池电动人客车上装车传动形式驾《员的命令反«值号减速器和差速器阌1纯电动或燃料电池电动人客车上装乍传动形式三相感应电机的不足之处在于三相感应电机的耗电S较大，转了容易发热，在高速运转时需要保证对三相感矽电机的冷却，否则会损坏电动机。三相感应电机的功率因数较低，使得变频变压装置的输入功率W数也较低，W此需耍采用大容fi的变频变压装置。三相感应电机的控制系统的造价远远高于三相感应电机本身，增加了电动汽:午:的成本。另外，三相感应

6、电机的调速性也较差。2.3永磁同步电机驱动系统永磁同步电机包括正弦永磁同汝电机(PMSM)和矩形波无刷直流电机(BDCM)。永磁无刷直流电动机的定了•绕组，采用三相星形绕组。转了上装置永磁材料，转了各相的磁路均匀分布，形成“磁性”转子。不用电刷和换h'd器为转子输入励磁电流。永磁无刷S流电动机在工作时,将调制后的具奋的方波电流，输入永磁无刷直流电动机的定子屮，控制永磁无刷直流电动机运转。采川脉冲方波电流可以使永磁无刷直流电动机获得较大的转矩，驱动效率也最高。永磁无剧直流电动机具有很高的功率密度和宽广的调速范1利，仑的输出功率要比同样尺寸的永

7、磁磁附同步电动机的输出功率人15%。似永磁无刷直流电动机的控制系统较为复杂。永磁X刷直流电动机是一种高性能的电动机。它的S大特点就是;H有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。加之，它采用永磁体转子，没有励磁损耗：发热的电枢绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无线屯干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。此外，它的转速不受机械换向的限制，如果采用空气轴承或磁悬浮轴承，可以在毎分钟高达儿十万转运行。在商速运行吋比异步电机复杂，崙要检测转子磁极位a,另外永磁体还奋返磁问题，造价也较商。主要研究重点足位s

8、检测、换㈦和校制，4以表现为以下几方而：换句逻辑的分析和确定、脉动转矩的削弱、无位置传感系统、新型控制策略。控制策略的研究仅括变结构控制、模糊控制与PID控制扣结合的控制，以及各