新能源汽车驱动电机的优劣对比

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　电机：将电能与 机械能互相转换的一种电力元器件。当电能被转换成机械能时，电机表现出电动机的工作特征；当机械能被转换成电能时，电机表现出发电机的工作性能。大部分电机汽车在刹车制动的状态下，机械能将被转化成电能，通过发电机来给电池回馈充电。

　　电动汽车上的电机需要满足哪些特点?

　　基于电动汽车的特点,对所采用的电机也有较高的要求。为了提升最高时速,电机应有较高的瞬时功率和功率密度(W/kg);为了增加1次充电行驶距离,电机应有较高的效率;而且电动汽车是变速工作的,所以电机应有较高的高低速综合效率;此外有很强的过载能力、大的启动转矩、转矩响应要快。电动车起动和爬坡时速度较低,但要求力矩较大;正常运行时需要的力矩较小,而速度很高。低速时为恒转矩特性,高速时为恒功率特性,且电动机的运行速度范围应该较宽。另外,电机还应具备坚固、可靠,有一定的防尘防水能力,且成本不能过高。

　　目前,从现已成熟的电机技术来看,开关磁阻电机在各个技术特性方面似乎更符合电动车的使用需要,但尚未得到普及。永磁同步电机应用较广泛,如起亚K5混动、荣威E50、腾势、北汽EU260等。特斯拉Model X、Model S均采用异步电机。此外,如果按电流类型划分还可分为直流电机和交流电机两种。通过下面的表格,我们可以先大致了解一下4种较为典型的电动机的特性。


　　在电动汽车发展的早期，大部分电动汽车都采用直流电机作为驱动电机。这类电机技术较为成熟，具备控制方式容易，调速优良的特点，曾经在调速电动机领域内有着最为广泛的应用。但是由于直流电动机机械结构复杂，导致它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高受到限制，而且在长时间工作的情况下，电机的机械结构会产生损耗，增加维护成本。此外，电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热，会造成高频电磁干扰，影响整车其他电器性能。由于直流电动机有着以上缺点，目前的电动汽车已经基本将直流电机淘汰。



　　在新能源汽车领域，永磁同步电机被广泛使用。所谓永磁，是指在制造电机转子时加入永磁体，使电机的性能得到进一步的提升。而所谓同步，则指的是转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此，通过控制电机的定子绕组输入电流频率，电动汽车的车速将最终被控制。与其他类型的电机相比较，永磁同步电机的最大优点就是具有较高的功率密度与转矩密度，说白了，就是相比于其他种类的电机，在相同质量与体积下，永磁同步电机能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速度。这也是在对空间与自重要求极高的新能源汽车行业，为什么永磁同步电机是广大汽车制造商首选的主要原因。但是，永磁同步电机也有自身的缺点。转子上的永磁材料在高温、震动和过流的条件下，会产生磁性衰退的现象，所以在相对复杂的工作条件下，电机容易发生损坏。而且永磁材料价格较高，因此整个电机及其控制系统成本较高。




　　相比于永磁同步电机，异步电机的优点是成本低，工艺简单、运行可靠耐用、维修方便，而且能忍受大幅度的工作温度变化。反之，温度大幅变化会损坏永磁同步电动机。尽管在重量和体积方面，异步电动机并不占优势，但其转速范围广泛以及高达20000rpm左右的峰值转速，即使不匹配二级差速器也能够满足该级别车型高速巡航的转速需求，至于重量对续航里程的影响，高能量密度的18650电池能够“掩盖”电机重量的劣势。此外，异步电机稳定性优秀也是被特斯拉选用的重要原因。



　　开关磁阻电机作为一种新型电机，相比其他类型的驱动电机而言，它的结构最为简单，定、转子均为普通硅钢片叠压而成的双凸极结构，转子上没有绕组，定子装有简单的集中绕组，具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、温升低、易于维修等诸多优点。而且它具有直流调速系统可控性好的优良特性，同时适用于恶劣环境，非常适合作为电动汽车的驱动电机使用，曾被专家预测为电动车领域的一匹黑马。

tt123

开关磁阻电机那张照片“轴承“位置是不是错了啊

alibabawkl

假以时日，开关磁阻电机还是大有前景啊。前提是控制性能得以提升

兰心

异步机没有前景吗？

张老五

兰心 发表于 2016-9-7 21:46
异步机没有前景吗？

这个也不一定
一般异步用在两头，低端的低速车，看重的是成本。高端的跑车如特斯拉，看重的是高速能力。
如果电机的转速进一步提高，未来的发展倒真的很难讲

zxb1212

由于噪音以及功率密度的缺点，开关磁阻电机貌似现在还没有在车上产品化的例子吧

沙隆巴斯

别的图片还好，唯独重点推介的开关磁阻，干啥拿个异步电机的剖视图，几个意思？貌似还是西门子的。明显不如上面两个好！

Nephology

结合电励磁和永磁机优势的混合励磁电机用在新能源汽车上面前景会是怎么样呢？

jyn2016

为何永磁同步电机的转速不能达到异步电机的转速呢？

Nephology

jyn2016 发表于 2016-10-7 09:54
为何永磁同步电机的转速不能达到异步电机的转速呢？

因为永磁电机的弱磁扩速能力没有异步电机强！

lihongling1010

不错，很感兴趣。