电动汽车电机基础知识

电动汽车电机的地位

电控系统是电动车的大脑，指挥着电动汽车的电子器件的运行，而车载能源系统是电控系统中的核心技术，它是衔接电池以及电池组和整车系统的一个纽带，其中包括电池管理技术，车载充电技术以及DCDC技术和能源系统总线技术等。因此车载能源系统技术日益成为产业应用技术研究的重要方向，并且，也日益成为产业发展的重要标志。目前，该技术已经成为制约电动汽车产业链衔接和发展的重要瓶颈。

电动汽车电机的产业化转型

电动汽车出现由研发向产业化转型的迹象，骨干汽车企业和动力蓄电池、驱动电机、控制器等核心部件生产企业在几年的推广、示范工作中发展壮大，推出了一系列满足性能要求的产品。但是作为共性关键技术的驱动电机、电池等关键零部件技术，其可靠性、成本、耐久性等主要指标尚不能满足电动汽车发展的需求，成为电动汽车发展的主要制约因素。

电动汽车电机研发困难

从电动汽车的产业链来看，受益端主要可能集中在核心零部件，上游资源端中对资源控制力强的公司也会较为受益。

研发困难的主要原因如下：

第一：电池是当前电动汽车技术和成本上的最大瓶颈。

第二：由于矿物资源的稀缺性，锂、镍等上游资源类企业也将有较大获利。

第三：整车厂商目前比较杂乱、没有确定的垄断领先优势，应首先关注拥有核心技术或者拥有技术上成熟、可商业化车型的厂商。

电动汽车电机对驱动系统要求

高电压、小质量、较大的起动转矩和较大的调速范围、良好的起动性能和加速性能、高效率，低损耗、高可靠性。在选择电动汽车电机驱动系统时，需要考虑的几个关键问题：成本、可靠性、效率、维护、耐用性、重量和尺寸、噪声等。在纯电动汽车选择电机时包括有电机类型、功率、扭矩、转速的选择。

电动汽车电机分类

现在电动汽车上应用的电机主要有直流电机、交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机。

1、电动汽车直流电机

优点：是起动加速转巨大，电磁转矩控制特性良好，调速方便，控制装置简单，成本较低。

缺点：有机械换向器，当在高速大负荷下运行时，换向器表面有火花出现，因此不宜太高的电机转速。比较与其他驱动系统而言处于劣势，已经逐渐被淘汰。

2、电动汽车交流感应电机

交流感应电机定子用于产生磁场，由定子铁芯、定子绕组、铁芯外侧的外壳、支撑转子轴的轴承组成。交流电机有价格低、以维护、体积小的优点，但是交流电机的控制比较复杂。已经成为交流驱动电动汽车的首选。

3、电动汽车交流感应电机

永磁电机，采用永磁体来产生气隙磁通量，永磁体代替了直流电机中的磁场线圈和感应电机中定子的励磁体。永磁同步电机具有高效率、高力矩惯量比、高能量密度，尤其是其低速大扭矩的优点能满足车辆在复杂多变的道路下行驶，是个高性能而且低碳环保电机随着稀土永磁材料的出现有望与交流感应电机争夺市场。特别是在中小功率范围内等到了广泛的应用。

4、电动汽车开关磁阻电机

开关磁阻电机定、转子都是普通硅钢片叠压成的双凸极结构。

优点：简单可靠、可调速范围宽、效率高、控制灵活、成本低。

缺点：转矩波动大、噪声大、需要位置检测器、有非线性特性等。应用受到限制。

电动汽车的动力性能的好坏与电动汽车功率的大小有着直接的关系，功率越大，电动汽车的加速性能和最大爬坡能力就越好，质量也会更好，同时电机的体积也会增加；但是电机不可长期在高效率下工作，会使电动汽车的能力利用率降低，汽车的行驶里程也会降低。

一般而言，选择电机的额定功率应该满足我们汽车的最高车速的要求，电机的峰值功率要满足汽车最大爬坡度和加速性能的要求。按以下公式可算出我们电机所需要的功率。

车辆的驱动力全部来自车载电机，在不同的工况下汽车需要的驱动力也不相同，电机只能输出扭矩，车辆在各工况下所需力都是由电机输出扭矩经过传动系过后，在驱动轮上以扭矩的形式推动车辆前进。由汽车所需驱动力可以计算出驱动电机所需要的扭矩。

电机的转速的选择与赛车的车速有直接的关系。其最高转速应满足汽车的最高车速要求。