【電動汽車電機】電動(dong)汽車電機類(lei)型(xing)及其特點 電動(dong)汽車電機知(zhi)識

電動汽車電機基本介紹

電機：泛指能使機械能轉化為電能、電能轉化為機械能的一切機器。特指發電機、電能機、電動機。

電動機：俗稱(cheng)馬達，是一(yi)種將電(dian)能(neng)轉化成機械能(neng)，并可再(zai)使用機械能(neng)產生動能(neng)，用來驅動其(qi)他裝(zhuang)置的電(dian)氣設備。

由于電(dian)(dian)動(dong)汽車采(cai)用動(dong)力電(dian)(dian)池作為車載能(neng)(neng)(neng)源，其容量受到(dao)限制，為盡可能(neng)(neng)(neng)的(de)延長續駛(shi)里程，大多數(shu)驅(qu)(qu)動(dong)系統都采(cai)用了能(neng)(neng)(neng)量回饋技術(shu)，即(ji)在汽車制動(dong)時，通過控(kong)制器將(jiang)車輪損(sun)耗的(de)動(dong)能(neng)(neng)(neng)反(fan)饋到(dao)電(dian)(dian)池中，并使(shi)電(dian)(dian)機(ji)(ji)處于發電(dian)(dian)狀態，將(jiang)發出的(de)電(dian)(dian)輸送到(dao)電(dian)(dian)池中。因此，電(dian)(dian)動(dong)汽車的(de)驅(qu)(qu)動(dong)機(ji)(ji)應該稱(cheng)(cheng)為電(dian)(dian)機(ji)(ji)，而(er)不是我們習慣稱(cheng)(cheng)呼(hu)的(de)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)。例如(ru)中大青山采(cai)用的(de)雙定子磁(ci)懸浮復合轉(zhuan)子電(dian)(dian)機(ji)(ji)既能(neng)(neng)(neng)將(jiang)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)轉(zhuan)化為機(ji)(ji)械能(neng)(neng)(neng)，又能(neng)(neng)(neng)將(jiang)機(ji)(ji)械能(neng)(neng)(neng)轉(zhuan)化為電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)。

電動汽車電機類型及其特點

電機分類

除了發電功能(neng)外，電動(dong)汽車的電機主要還是起電動(dong)機的，所(suo)以(yi)我們以(yi)電動(dong)機來分(fen)類：（只作簡(jian)單分(fen)類）

1、按工作電源種類劃分：可分為直流電機和交流電機。

直流電機：

按結構及工(gong)作原理可劃分：無刷直流電機和有刷直流電機。

又可分為永磁(ci)直流(liu)電(dian)機(ji)和電(dian)磁(ci)直流(liu)電(dian)機(ji)。

永(yong)磁直流電機(ji)按材料(liao)又分為稀(xi)土、鐵氧體、鋁鎳鈷永(yong)磁直流電機(ji)。

電磁(ci)(ci)直流(liu)電機按勵(li)(li)磁(ci)(ci)方式又分為串(chuan)勵(li)(li)、并勵(li)(li)、他勵(li)(li)和復(fu)勵(li)(li)直流(liu)電機。

交流電(dian)機可分(fen)：單相電(dian)機和(he)三相電(dian)機

2、按結構和工作原理劃分：可分為直流電機、異步電機、同步電機。

異步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)的轉子轉速(su)總是略低于旋轉磁場(chang)的同(tong)步(bu)轉速(su)。

同步電動機的(de)轉(zhuan)子轉(zhuan)速與(yu)負載大(da)小無關而始終保持為(wei)同步轉(zhuan)速。

3、按用途分，有驅動電機和控制用電機。

4、按運轉速度分，有高速電機、低速電機、恒速電機和調速電機。

低(di)速電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)又分為(wei)齒(chi)輪減(jian)速電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)、電(dian)(dian)磁減(jian)速電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)、力矩(ju)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)和爪極同步電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)等。

電動汽車電機工作原理

1、交流電機

單相異步電機通過電容移相作用，將單相交流電分離出另一相相位差90度的(de)交流(liu)電(dian)。將這兩相交流(liu)電(dian)分別送(song)入兩組或四組電(dian)機線圈繞(rao)組，就在(zai)電(dian)機內形成旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)的(de)磁(ci)(ci)場(chang)，旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)在(zai)電(dian)機轉(zhuan)(zhuan)子(zi)內產(chan)生(sheng)感應(ying)電(dian)流(liu)，感應(ying)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)磁(ci)(ci)場(chang)與旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)方(fang)向(xiang)相反，被旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)推拉(la)進(jin)入旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)狀態，由于轉(zhuan)(zhuan)子(zi)必須切割(ge)磁(ci)(ci)力線才能產(chan)生(sheng)感應(ying)電(dian)流(liu)，因此轉(zhuan)(zhuan)子(zi)轉(zhuan)(zhuan)速必須低(di)于旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)轉(zhuan)(zhuan)速，故稱異步電(dian)機。

三相異步電機不必通過電容移相，本身就有相差120度的(de)三(san)相交流電，故產(chan)生的(de)旋轉磁場更均勻，效率(lv)更高。

永(yong)磁同步交流(liu)電動(dong)機(ji)的磁場由永(yong)久磁鐵產生(sheng)，轉(zhuan)(zhuan)子線圈(quan)通(tong)過(guo)電刷供電，轉(zhuan)(zhuan)速(su)與(yu)交流(liu)電頻率為整倍數(shu)（分數(shu)）關系（視(shi)轉(zhuan)(zhuan)子線圈(quan)繞組數(shu)而定），故稱同步電機(ji)。

轉子線圈通過電刷供(gong)電，定子通過線圈繞組產(chan)生旋(xuan)轉磁場的電機，按轉子線圈與定子線圈的串、并聯關系分別稱串勵(li)、并勵(li)電機。

2、直流電機

直流電機有定子和轉子兩大部分組成，定子上有磁極（繞組式或永磁式），轉子有繞組，通電后，轉子上形成磁場（磁極），定子和轉子的磁極之間有一個夾角，在定轉子磁場（N極和S極(ji)(ji)(ji)之間）的(de)(de)相互吸引下(xia)，使電機旋轉(zhuan)(zhuan)。改(gai)(gai)變電刷的(de)(de)位置，就可以(yi)改(gai)(gai)變定轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)磁(ci)極(ji)(ji)(ji)夾(jia)角（假(jia)設以(yi)定子(zi)(zi)的(de)(de)磁(ci)極(ji)(ji)(ji)為夾(jia)角起始邊，轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)的(de)(de)磁(ci)極(ji)(ji)(ji)為另一邊，由轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)的(de)(de)磁(ci)極(ji)(ji)(ji)指(zhi)向(xiang)定子(zi)(zi)的(de)(de)磁(ci)極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)方向(xiang)就是電機的(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)方向(xiang)）的(de)(de)方向(xiang)，從而改(gai)(gai)變電機的(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)方向(xiang)。

電動汽車電機結構

1、永磁式直流電機：

由定(ding)子磁(ci)極(ji)、轉子、電刷(shua)、外殼等組(zu)成。

定子磁極采用(yong)永磁體(ti)（永久磁鋼(gang)），有鐵氧體(ti)、鋁鎳鈷、釹(nv)鐵硼等(deng)材料(liao)。按其(qi)結(jie)構形式(shi)可分(fen)為(wei)圓(yuan)筒型(xing)和(he)瓦塊(kuai)型(xing)等(deng)幾種。

轉(zhuan)子(zi)一般(ban)采用硅鋼片(pian)疊壓(ya)而(er)成，漆包線繞在(zai)轉(zhuan)子(zi)鐵心的(de)兩槽之間（三(san)槽即有三(san)個繞組），其各(ge)接頭分(fen)別焊在(zai)換向器的(de)金(jin)屬片(pian)上。

電(dian)刷是連(lian)接電(dian)源與(yu)轉子(zi)繞組的導(dao)電(dian)部件，具備(bei)導(dao)電(dian)與(yu)耐磨兩種(zhong)性(xing)能。永磁(ci)電(dian)機的電(dian)刷使用單性(xing)金(jin)(jin)屬片或金(jin)(jin)屬石墨電(dian)刷、電(dian)化石墨電(dian)刷。

2、無刷直流電機：

由永磁體轉(zhuan)子、多極繞組(zu)定(ding)子、位置傳感器(qi)等組(zu)成。

無刷直流電(dian)機的特點是(shi)無刷，采(cai)用半導體開關(guan)器件(jian)（如霍爾元件(jian)）來實現電(dian)子換向的，即用電(dian)子開關(guan)器件(jian)代替傳統的接觸式換向器和電(dian)刷。它具有(you)可靠性高、無換向火花(hua)、機械噪聲低等(deng)優(you)點。

位置(zhi)傳感器(qi)按轉子(zi)位置(zhi)的(de)(de)變化，沿(yan)著一(yi)定(ding)次序對(dui)定(ding)子(zi)繞組的(de)(de)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)換(huan)(huan)流(liu)（即(ji)檢測轉子(zi)磁極相對(dui)定(ding)子(zi)繞組的(de)(de)位置(zhi)，并在確(que)定(ding)的(de)(de)位置(zhi)處產生位置(zhi)傳感信號，經信號轉換(huan)(huan)電(dian)路處理后去控制功率開關電(dian)路，按一(yi)定(ding)的(de)(de)邏輯關系(xi)進(jin)行(xing)繞組電(dian)流(liu)切換(huan)(huan)）。

位(wei)置傳感器(qi)有磁敏式(shi)(shi)、光電式(shi)(shi)和(he)電磁式(shi)(shi)三種類型。

采用磁敏式(shi)位置(zhi)傳(chuan)感器(qi)的(de)無刷直流電動機，其(qi)磁敏傳(chuan)感器(qi)件(jian)（例如霍爾(er)元件(jian)、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器(qi)或專用集成電路等）裝(zhuang)在定子組件(jian)上，用來檢測(ce)永磁體、轉(zhuan)子旋轉(zhuan)時產生的(de)磁場(chang)變(bian)化。電動汽(qi)車多(duo)用的(de)是霍爾(er)元件(jian)。

采(cai)用(yong)光(guang)(guang)(guang)電(dian)式位置(zhi)傳(chuan)感(gan)器的無(wu)刷直流電(dian)動機(ji)，在定子組(zu)件上按(an)一定位置(zhi)配置(zhi)了(le)光(guang)(guang)(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)器件，轉(zhuan)子上裝有遮光(guang)(guang)(guang)板，光(guang)(guang)(guang)源為發光(guang)(guang)(guang)二(er)極管(guan)或小燈泡。轉(zhuan)子旋轉(zhuan)時，由于遮光(guang)(guang)(guang)板的作用(yong)，定子上的光(guang)(guang)(guang)敏(min)元器件將會按(an)一定頻率間(jian)歇間(jian)生脈沖信號(hao)。

采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件（例如耦合變壓器、接近開關、LC諧振電路等），當永磁(ci)(ci)體轉(zhuan)子(zi)位置發生變化(hua)時，電磁(ci)(ci)效應將(jiang)使電磁(ci)(ci)傳(chuan)感器產生高頻(pin)調制信號（其幅值隨(sui)轉(zhuan)子(zi)位置而變化(hua)）。

定子繞組的(de)工作電壓(ya)由位置(zhi)傳感器輸出控制的(de)電子開(kai)關(guan)電路提供。

電動汽車電機特性

用于電動汽車的驅動電機與常規的工業電機不同。電動汽車的驅動電機通常要求頻繁的啟動/停車、加(jia)速/減速(su)，低速(su)或爬坡時要求(qiu)高(gao)轉(zhuan)矩(ju)，高(gao)速(su)行駛(shi)時要求(qiu)低轉(zhuan)矩(ju)，并(bing)要求(qiu)變速(su)范(fan)圍大(da)。而工(gong)業電機通常優(you)化在額定的工(gong)作(zuo)點。因(yin)此，電動(dong)汽(qi)車(che)驅(qu)動(dong)電機比較(jiao)獨(du)特，應單獨(du)歸為(wei)一(yi)類。

電動汽車電機要求

他們在負載要求、技術性能和工作環境等方面有著特殊的要求：

1、電動(dong)汽車驅動(dong)電機(ji)需要有4-5倍(bei)的(de)過載(zai)以滿足短時(shi)加速或爬坡的(de)要求；而工業(ye)電機(ji)只要求有2倍的過載就(jiu)可以了。

2、電動汽(qi)車的最高轉(zhuan)速(su)要求達到在公(gong)路上巡航時基本速(su)度的4-5倍，而工業(ye)電機(ji)只需要(yao)達到恒功率是基本速度(du)的(de)2倍即可。

3、電動汽車驅(qu)動電機(ji)需要根據(ju)車型和駕(jia)駛(shi)員的(de)駕(jia)駛(shi)習(xi)慣設(she)計(ji)，而工業電機(ji)只需根據(ju)典(dian)型的(de)工作模式(shi)設(she)計(ji)。

4、電(dian)動汽車驅動電(dian)機要求有高度功率密度（一般(ban)要求達到1kw/kg以內）和(he)(he)好的效率(lv)圖（在(zai)較寬的轉速范圍(wei)和(he)(he)轉矩范圍(wei)內都有較高的效率(lv)），從(cong)而(er)能夠降低車(che)重，延長續駛里程(cheng)；而(er)工業電機通常對(dui)功率(lv)密度、效率(lv)和(he)(he)成本進(jin)行(xing)綜合考慮(lv)，在(zai)額定工作點附(fu)近對(dui)效率(lv)進(jin)行(xing)優(you)化。

5、電動汽車(che)驅(qu)動電機要(yao)求(qiu)工作可控性(xing)高(gao)、穩態(tai)(tai)精度高(gao)、動態(tai)(tai)性(xing)能(neng)好；而工業電機只有某一種特定的性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)。

6、電(dian)動汽車驅動電(dian)機(ji)(ji)被裝在(zai)機(ji)(ji)動車上(shang)，空(kong)間(jian)小(xiao)，工(gong)作(zuo)在(zai)高溫、壞天氣(qi)、及頻(pin)繁振動等(deng)等(deng)惡劣環境(jing)下。而工(gong)業電(dian)機(ji)(ji)通(tong)常(chang)在(zai)某(mou)一(yi)個固定位置工(gong)作(zuo)。