新能源电动汽车中的驱动电机系统

高利帅 曹秀同 兰文文

摘 要：随着21世纪全球经济的发展，现代电力汽车已经成为了高销量的创新产品，逐渐取到了早些的加油式汽车。目前电动汽车整体采用了电力驱动系统，可以实现低污染，高效节能的效果，并且提高了非石油资源的利用率，促进了新能源的开发，为电动汽车未来的发展提供了方向。本文旨在于了解驱动电机的最优选择，结构原理，控制方法以及多种电机工作方式。

关键词：电动汽车;驱动电机;控制方法

1 引言

新能源电动汽车与过去传统的汽车相比，利用控制器来进行电器的控制。电动汽车的驱动电机主要包括了以下三个部分，分别是电机、控制原理、功率变换。电动汽车的主要部分是驱动电机。电动汽车在工作时有很多质和量的要求，例如储电性能、续航时间、能源分配等都有较高的要求。

2 直流电动驱动系统

2.1 电机原理简单介绍

电动机是利用磁场对其内部的电流产生力的作用，通过作用力，使其转动，进而带动汽车工作。而电动机就是把电能（二次能源）转换成机械能的一种器械设备。电动机按照使用电源得不同可以分为直流电动机和交流电动机两大类，电力系统使用的大部分电动机是交流电机，但也可以是同步或异 步电机。

2.2 直流电动驱动系统

电动汽车的结构中，对于驱动电机的要求非常高，一要求做到体积小，重量轻。二是大转矩，低转速特性和宽范围内的恒定功率特性。三是在运行范围以内要做到高效率。四是低价格。五是高电压。六是高转速。

直流电机是将机械能和直流电能相互转化的一种旋转电机，它可以用作发电机或电动机。其中，直流电机的用途主要以下几点：一是做电源用直流发电机，二是做动力用直流电动机，三是进行信号的传递。

3 电动汽车电机动力性计算参数

下面针对某一已知具体参数的汽车电机进行计算，通过观测参数从而对筛选电机及其参数选择提供有力支撑。当然，要结合燃油电机系统参数进行对比，综合考虑，优中择优。

例如，初步参数如下表1：

则可经过计算求的最高行驶速度为70km/h

二.最大爬坡度计算

满载时，最大爬坡度可由下式计算得到：

即最大爬坡度為

三.电机功率的选型

新能源电动汽车的电机选择是一项重要而又艰巨的任务，其中要综合实际情况以及其运行中损耗等多方面因素。以上仅是对电机选择的参数进行单一的举例。若要对某一具体电机而言，还要具体分析。纯电动汽车的输出全部功率都是由电机的提供，这也是与燃油汽车电机的区别之一，所以电机的功率选择必须要满足汽车的最大爬坡度以及最高车速率。

4 电动汽车电机分类与对比

①直流电机

电动汽车发展的萌芽阶段，大多数的电动汽车都是直接采用的直流电动机。但是由于直流电动机自身的短板十分明显，其自身的复杂机械结构（比如机械换向器和电刷），限制了它进一步提高电机转速和瞬时过载能力;而且如果长时间工作，电机的机械结构会产生损耗，提高了维护的成本。

②交流异步电机

主要是由定子转子和他们之间的气息构成的交流异步电动机，将电能（二次能源）转化为机械能的电力拖动装置。同时异步电机的驱动系统、控制系统非常复杂，电机本身的成本也非常高，运行过程中还需要使用变频器，用来提供额外的无功功率进而来建立磁场，故与开关磁阻电机和永磁电机相比，异步电机的功率密度偏低，效率偏低，不是能效最优化的选择。

③永磁式电动机

永磁体的应用范围多种多样，在电机中不光磁源，还是磁路的组成部分。整体采用开关式整流稳压方式，采取小电流脉冲充电，避免了因为过电流充电而对蓄电池造成损坏，进而延长了蓄电池的使用寿命。在能量的角度上，永磁式电动机节能性好且运行效率高。

④开关磁阻电机

利用恒功率区域较宽的特点，可将开关磁阻电机当做驱动电机来使用。并且它具有其他交流电机所不具有的特点，开关磁阻电机的容错能力较强。由于每相绕组均串联在逆变器上，因此开关磁阻的驱动逆变器不会出现直通短路故障。

开关磁阻电机是一种新型的驱动电机，具有可靠性高、结构简单且坚固、成本低、质量轻、温升低、效率高、便于维修等优点。并且它还具有优良的可控性好的直流调速系统，在各种恶劣环境下都适用，非常适合作为新型电动汽车的驱动电机使用。

5 结论

针对于新型电动汽车而言，为人们的生产生活提供了快速的效率，加快了交通运输的速度。与此同时，在选择电机方面仍要格外慎重。当今，新型电动汽车已逐步取代了过去的燃油汽车。电机的种类有很多，再选择时要综合各方面考虑，保持新能源汽车与燃油汽车的良好衔接。尤其是在不同的应用方面要根据实际情况合理的选用电机。在选择的初期，需要考虑多方面的因素，经过层层筛选，最终才能不断的更新科技，匹配最为合适的新能源电机。

参考文献

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[2] 王宝军，王家军 永磁同步电动机的速度指定位置跟踪控制，2018

[3] 兰栋 永磁同步电动机应用现状[J] 科技创新与应用，2018

[4] 孙丰涛 崔纳新 《异步电动机的效率优化快速响应控制研究》中国电机工程学报，2005