电动汽车电动机系统介绍与故障解析（下）

2015-10-29广东郭栋辽宁李洪友

汽车维修与保养 2015年9期

关键词：磁阻永磁电动机

◆文/广东郭栋辽宁李洪友

电动汽车电动机系统介绍与故障解析（下）

◆文/广东郭栋辽宁李洪友

郭栋

（本刊编委会委员、“新能源汽车”栏目主持专家）

深圳市派司德科技有限公司董事长；广东省电动汽车标准委员会专家；博世汽车服务公司新能源汽车教学项目顾问；深圳职业技术学院客座教授。参与国内几款主要电动汽车控制策略的设计；参加了深圳电动汽车维修专项技能认证标准的开发；参与了电动汽车修理厂技术标准、营运电动汽车维修和保养技术规范、营运电动汽车技术性能检测标准的制定。为电动汽车生产企业提供生产工艺设计咨询，同时还主持了电动汽车车载诊断系统设计项目。

（接上期）

3.永磁同步电动机

事实上，永磁同步电动机的结构与上面提到的直流永磁电动机相似，其具备无刷直流电动机结构简单、运行可靠、功率密度大、调速性能好等特点。与此同时，由于永磁同步电动机采用的驱动方式不同于直流永磁电动机，所以在噪音以及控制精度环节，永磁同步电动机更胜一筹。图8所示为永磁同步电动机的结构示意图。

永磁同步电动机的使用对于电动汽车的乘坐舒适性有所帮助。通常情况下，我们把乘员舱的静音性作为衡量一款汽车舒适性的因素之一，这样的衡量标准电动汽车同样适用。目前的电动汽车大多只提供一级减速器，所以，电动机的转速较高，受电动机驱动方式、装配精度以及各个部件间的匹配等因素影响，车辆行驶时电动机发出的噪音有可能影响到车内乘员的乘坐舒适性。当然，我们并不能否认整车隔音工程的作用，但仅评价对噪音源的控制，永磁同步电动机具有一定优势。另外，它的体积更小，换言之，布置更为灵活，更轻的自重对整车重量也有所贡献。宝马i3所使用的正是永磁同步电动机。

那么，特斯拉为什么不用永磁同步电动机？从技术优势来看，永磁同步电动机应该成为高端电动汽车必用的一个类型，但事情也没有这么绝对，特斯拉Model S使用的则是上面介绍的交流异步电动机。尽管在重量和体积方面，交流异步电动机并不占优势，但其转速范围广泛以及高达20 000r/min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，高能量密度的电池能够“掩盖”电动机重量的劣势。此外，交流异步电动机优秀的稳定性也是特斯拉选用它的重要原因。

4.开关磁阻电动机

开关磁阻电动机是一种很具发展潜力的电动机，除具备结构简单、坚固耐用、工作可靠、效率高等优势外，它的调速系统可控参数数量和经济指标，在这一点上优于上述电动机。功率密度更高意味着此电动机重量更轻且功率大，当电流达到额定电流的15%时即可实现100%的启动转矩。另外，更小的体积也使得电动汽车的整车设计更为灵活，可以将更大的空间贡献给车内，更为重要的是，这种电动机的成本不高。图9所示为开关磁阻电动机的结构示意图。

说了这么多优点，那为什么这类电动机还无法得到普及呢？虽然开关磁阻电动机的结构简单，但控制系统的设计相对复杂，特别是在研发阶段，现有技术很难为其建立准确的数学模型。在实际运转过程中，电动机本身发出的噪音以及振动是电动汽车无法“容忍”的，尤其是负载运行的工况下，这两点尤为明显。综上所述，这类电动机或许在未来能够通过技术优化克服致命硬伤，从而广泛应用于电动汽车领域，以帮助电动汽车提升续航里程。