【電動汽車電機】電(dian)(dian)動汽(qi)車電(dian)(dian)機(ji)類(lei)型及其特(te)點 電(dian)(dian)動汽(qi)車電(dian)(dian)機(ji)知識

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：俗稱馬(ma)達，是一種將電(dian)能(neng)(neng)轉化成機(ji)械(xie)(xie)能(neng)(neng)，并可再使用機(ji)械(xie)(xie)能(neng)(neng)產生動能(neng)(neng)，用來(lai)驅(qu)動其他裝置(zhi)的電(dian)氣設備。

由于電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)采用動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池作為(wei)車(che)載(zai)能(neng)(neng)(neng)源，其容量受到(dao)限制(zhi)，為(wei)盡可能(neng)(neng)(neng)的延長續駛里程，大多數驅動(dong)系統都采用了能(neng)(neng)(neng)量回饋技術，即在汽(qi)車(che)制(zhi)動(dong)時，通過控(kong)制(zhi)器(qi)將車(che)輪損耗的動(dong)能(neng)(neng)(neng)反饋到(dao)電(dian)(dian)(dian)池中(zhong)，并使(shi)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)處于發電(dian)(dian)(dian)狀態，將發出的電(dian)(dian)(dian)輸送到(dao)電(dian)(dian)(dian)池中(zhong)。因此(ci)，電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的驅動(dong)機(ji)(ji)應該稱(cheng)為(wei)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，而不是(shi)我們習慣稱(cheng)呼的電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)。例如中(zhong)大青山采用的雙定子(zi)磁懸浮復合轉子(zi)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)既能(neng)(neng)(neng)將電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)轉化為(wei)機(ji)(ji)械能(neng)(neng)(neng)，又(you)能(neng)(neng)(neng)將機(ji)(ji)械能(neng)(neng)(neng)轉化為(wei)電(dian)(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(dian)(dian)(dian)功能外，電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車的(de)電(dian)(dian)(dian)機主要還是起電(dian)(dian)(dian)動機的(de)，所(suo)以我們以電(dian)(dian)(dian)動機來(lai)分(fen)類(lei)：（只作簡單分(fen)類(lei)）

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(an)結構及工作原理(li)可劃分：無刷直流電機(ji)和有刷直流電機(ji)。

又可分(fen)為永磁(ci)直流(liu)電機和(he)電磁(ci)直流(liu)電機。

永磁直流電(dian)機按材料又分(fen)為稀土(tu)、鐵氧體、鋁鎳鈷永磁直流電(dian)機。

電磁(ci)直流電機按(an)勵(li)磁(ci)方式(shi)又分為串勵(li)、并勵(li)、他勵(li)和(he)復(fu)勵(li)直流電機。

交流(liu)電(dian)機(ji)可(ke)分(fen)：單相電(dian)機(ji)和三相電(dian)機(ji)

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(yi)步(bu)電動機的(de)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)轉(zhuan)(zhuan)速(su)總是(shi)略低于(yu)旋轉(zhuan)(zhuan)磁場的(de)同步(bu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)。

同步電動機的轉(zhuan)子轉(zhuan)速(su)與負載大(da)小無(wu)關(guan)而始終保(bao)持(chi)為同步轉(zhuan)速(su)。

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。

低速電動(dong)機(ji)(ji)又分為(wei)齒(chi)輪減(jian)速電動(dong)機(ji)(ji)、電磁減(jian)速電動(dong)機(ji)(ji)、力(li)矩電動(dong)機(ji)(ji)和爪(zhua)極同步電動(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)(liu)電(dian)。將(jiang)這兩相交流(liu)(liu)電(dian)分別送入(ru)兩組(zu)或四組(zu)電(dian)機(ji)線(xian)圈繞組(zu)，就在(zai)電(dian)機(ji)內形成(cheng)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)磁場(chang)，旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場(chang)在(zai)電(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)內產生感應電(dian)流(liu)(liu)，感應電(dian)流(liu)(liu)產生的(de)磁場(chang)與旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場(chang)方(fang)向相反，被(bei)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場(chang)推拉(la)進入(ru)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)狀(zhuang)態(tai)，由于(yu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)必(bi)須切割磁力線(xian)才能產生感應電(dian)流(liu)(liu)，因此(ci)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)必(bi)須低于(yu)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)，故稱異步(bu)電(dian)機(ji)。

三相異步電機不必通過電容移相，本身就有相差120度(du)的三相(xiang)交(jiao)流電，故產生的旋轉(zhuan)磁場(chang)更均勻，效(xiao)率更高。

永磁同步(bu)(bu)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)動機(ji)的磁場由永久磁鐵產生(sheng)，轉子線圈通(tong)過電(dian)(dian)刷供電(dian)(dian)，轉速與(yu)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)頻率為整倍數(shu)(shu)（分數(shu)(shu)）關(guan)系（視(shi)轉子線圈繞組(zu)數(shu)(shu)而定），故稱同步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)。

轉子(zi)線(xian)圈通(tong)過電(dian)刷供電(dian)，定子(zi)通(tong)過線(xian)圈繞(rao)組產生旋轉磁場的電(dian)機(ji)(ji)，按轉子(zi)線(xian)圈與定子(zi)線(xian)圈的串、并聯關系分別稱串勵、并勵電(dian)機(ji)(ji)。

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(ji)和S極(ji)(ji)之間(jian)）的(de)(de)(de)相互吸引下，使電機(ji)旋(xuan)轉。改(gai)變(bian)電刷的(de)(de)(de)位置，就可以改(gai)變(bian)定轉子(zi)磁極(ji)(ji)夾角（假設以定子(zi)的(de)(de)(de)磁極(ji)(ji)為夾角起始邊(bian)，轉子(zi)的(de)(de)(de)磁極(ji)(ji)為另一邊(bian)，由轉子(zi)的(de)(de)(de)磁極(ji)(ji)指向(xiang)(xiang)定子(zi)的(de)(de)(de)磁極(ji)(ji)的(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)就是電機(ji)的(de)(de)(de)旋(xuan)轉方向(xiang)(xiang)）的(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)，從而改(gai)變(bian)電機(ji)的(de)(de)(de)旋(xuan)轉方向(xiang)(xiang)。

電動汽車電機結構

1、永磁式直流電機：

由(you)定子磁(ci)極(ji)、轉子、電刷、外殼(ke)等組成。

定子磁極采用永(yong)磁體(ti)（永(yong)久磁鋼），有(you)鐵(tie)氧體(ti)、鋁(lv)鎳鈷、釹(nv)鐵(tie)硼(peng)等材料。按其(qi)結構形(xing)式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。

轉(zhuan)子(zi)一般采用(yong)硅(gui)鋼片(pian)疊壓而成(cheng)，漆包線繞(rao)在(zai)轉(zhuan)子(zi)鐵心的兩(liang)槽之(zhi)間（三槽即有三個(ge)繞(rao)組），其各接頭分(fen)別焊在(zai)換(huan)向器的金屬片(pian)上。

電(dian)(dian)(dian)刷(shua)是(shi)連接電(dian)(dian)(dian)源(yuan)與轉子繞組的導電(dian)(dian)(dian)部(bu)件，具(ju)備(bei)導電(dian)(dian)(dian)與耐磨兩(liang)種性能。永磁電(dian)(dian)(dian)機的電(dian)(dian)(dian)刷(shua)使用(yong)單性金屬片或金屬石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)(dian)刷(shua)、電(dian)(dian)(dian)化石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)(dian)刷(shua)。

2、無刷直流電機：

由永(yong)磁體轉子、多極(ji)繞組定子、位置傳感(gan)器等組成。

無(wu)刷直流電機(ji)的特點是無(wu)刷，采用半導體開(kai)關(guan)器(qi)(qi)件（如霍爾元件）來實現電子換向(xiang)的，即用電子開(kai)關(guan)器(qi)(qi)件代替傳統的接觸式換向(xiang)器(qi)(qi)和電刷。它具有可靠性(xing)高、無(wu)換向(xiang)火花、機(ji)械噪聲低等優點。

位(wei)置(zhi)傳感器按(an)轉子(zi)(zi)位(wei)置(zhi)的(de)變化，沿著(zhu)一定次序對定子(zi)(zi)繞組(zu)(zu)的(de)電(dian)流進行(xing)(xing)換流（即檢測轉子(zi)(zi)磁極相對定子(zi)(zi)繞組(zu)(zu)的(de)位(wei)置(zhi)，并在確定的(de)位(wei)置(zhi)處產(chan)生位(wei)置(zhi)傳感信(xin)(xin)號，經信(xin)(xin)號轉換電(dian)路處理后去控(kong)制功率開關電(dian)路，按(an)一定的(de)邏輯關系進行(xing)(xing)繞組(zu)(zu)電(dian)流切換）。

位置傳感器有磁敏式(shi)、光電(dian)式(shi)和(he)電(dian)磁式(shi)三種(zhong)類型。

采(cai)用(yong)磁(ci)敏(min)(min)(min)式位置傳感器的(de)(de)無刷直流(liu)電動機(ji)，其(qi)磁(ci)敏(min)(min)(min)傳感器件(jian)（例如(ru)霍爾(er)元件(jian)、磁(ci)敏(min)(min)(min)二極管(guan)(guan)、磁(ci)敏(min)(min)(min)詁極管(guan)(guan)、磁(ci)敏(min)(min)(min)電阻器或專用(yong)集成電路等）裝(zhuang)在定子組件(jian)上，用(yong)來檢測永磁(ci)體(ti)、轉(zhuan)子旋轉(zhuan)時(shi)產生(sheng)的(de)(de)磁(ci)場變化。電動汽車(che)多(duo)用(yong)的(de)(de)是霍爾(er)元件(jian)。

采用(yong)光(guang)電(dian)式位置傳感器的無(wu)刷直流電(dian)動(dong)機，在定(ding)(ding)子組件(jian)上按(an)一(yi)(yi)定(ding)(ding)位置配置了光(guang)電(dian)傳感器件(jian)，轉子上裝有遮光(guang)板，光(guang)源為發光(guang)二極管或(huo)小燈泡。轉子旋轉時，由(you)于遮光(guang)板的作用(yong)，定(ding)(ding)子上的光(guang)敏(min)元器件(jian)將會按(an)一(yi)(yi)定(ding)(ding)頻率間歇(xie)間生脈沖信號。

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(lu)等），當永磁(ci)體轉子(zi)位置發生變(bian)化(hua)時，電磁(ci)效應將(jiang)使電磁(ci)傳感器(qi)產(chan)生高頻調制(zhi)信號（其幅(fu)值隨轉子(zi)位置而變(bian)化(hua)）。

定子繞組的(de)工作電(dian)壓由位置(zhi)傳(chuan)感(gan)器輸出(chu)控(kong)制(zhi)的(de)電(dian)子開關(guan)電(dian)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、加速/減速(su)，低(di)速(su)或爬(pa)坡(po)時要(yao)(yao)求高轉矩(ju)，高速(su)行駛時要(yao)(yao)求低(di)轉矩(ju)，并要(yao)(yao)求變速(su)范圍大。而(er)工業電(dian)機通常(chang)優化在額定的(de)工作(zuo)點。因此(ci)，電(dian)動汽(qi)車驅動電(dian)機比較獨(du)特，應單獨(du)歸為一類。

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、電動汽車驅(qu)動電機需要有4-5倍(bei)的(de)過載以(yi)滿足短時加速或爬坡的(de)要求(qiu)；而工業電機(ji)只(zhi)要求(qiu)有2倍的過載(zai)就(jiu)可以了。

2、電動汽(qi)車(che)的最高轉速要求達到在(zai)公(gong)路(lu)上巡航時基本(ben)速度的4-5倍(bei)，而工業電機只需要(yao)達到恒功率(lv)是基本速度(du)的(de)2倍即可。

3、電動汽車驅動電機需(xu)要根據車型和駕駛(shi)員的駕駛(shi)習慣設(she)計，而(er)工業電機只需(xu)根據典型的工作(zuo)模式設(she)計。

4、電動汽車驅動電機要求有高度功率密度（一般要求達到1kw/kg以內）和好的效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)圖（在(zai)(zai)較寬的轉(zhuan)速(su)范圍和轉(zhuan)矩范圍內都有較高的效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)），從(cong)而能夠降低車重，延(yan)長(chang)續駛里程；而工業電機通(tong)常對功率(lv)(lv)(lv)密(mi)度、效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)和成本進行綜合考慮，在(zai)(zai)額定工作點附近對效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)進行優化。

5、電動(dong)(dong)汽車驅動(dong)(dong)電機要(yao)求(qiu)工(gong)作可(ke)控性高、穩(wen)態(tai)精度高、動(dong)(dong)態(tai)性能(neng)好；而工(gong)業電機只(zhi)有某(mou)一種特定的(de)性能(neng)要(yao)求(qiu)。

6、電動汽車驅動電機被(bei)裝在機動車上，空間小，工作在高(gao)溫、壞(huai)天(tian)氣、及頻(pin)繁振動等(deng)等(deng)惡(e)劣環境下。而(er)工業(ye)電機通常在某一個固定(ding)位置(zhi)工作。