【電動汽(qi)車電機】電(dian)動汽(qi)車電(dian)機類(lei)型及其(qi)特點 電(dian)動汽(qi)車電(dian)機知識

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：俗稱馬達，是一種將電(dian)能(neng)(neng)轉(zhuan)化(hua)成機械能(neng)(neng)，并(bing)可(ke)再使(shi)用(yong)機械能(neng)(neng)產生動能(neng)(neng)，用(yong)來驅動其他裝置的電(dian)氣設備(bei)。

由于電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車采用動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池作為(wei)車載能(neng)源，其容量(liang)受到(dao)限制(zhi)，為(wei)盡可能(neng)的(de)(de)(de)延長續駛里程，大多(duo)數驅(qu)動(dong)系統都采用了(le)能(neng)量(liang)回饋技(ji)術，即在(zai)汽(qi)車制(zhi)動(dong)時，通過控制(zhi)器(qi)將車輪損耗的(de)(de)(de)動(dong)能(neng)反饋到(dao)電(dian)(dian)(dian)池中(zhong)，并使電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)處于發(fa)電(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)態，將發(fa)出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)輸(shu)送到(dao)電(dian)(dian)(dian)池中(zhong)。因此，電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車的(de)(de)(de)驅(qu)動(dong)機(ji)(ji)應該稱為(wei)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，而不是我(wo)們習慣稱呼的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)。例(li)如中(zhong)大青(qing)山(shan)采用的(de)(de)(de)雙(shuang)定子磁(ci)懸浮復合轉子電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)既能(neng)將電(dian)(dian)(dian)能(neng)轉化為(wei)機(ji)(ji)械能(neng)，又能(neng)將機(ji)(ji)械能(neng)轉化為(wei)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。

電動汽車電機類型及其特點

電機分類

除了發電(dian)功能外，電(dian)動(dong)汽車的電(dian)機(ji)主要(yao)還是(shi)起電(dian)動(dong)機(ji)的，所以(yi)我(wo)們以(yi)電(dian)動(dong)機(ji)來(lai)分類(lei)：（只作簡(jian)單分類(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：

按結構(gou)及工作原理可劃分：無(wu)刷(shua)(shua)直流電機和有(you)刷(shua)(shua)直流電機。

又可分(fen)為(wei)永磁直流(liu)電機(ji)和電磁直流(liu)電機(ji)。

永磁直(zhi)流電(dian)機(ji)按材料(liao)又分為稀土、鐵氧體、鋁鎳(nie)鈷永磁直(zhi)流電(dian)機(ji)。

電磁直流(liu)電機(ji)按勵(li)磁方式又分為串勵(li)、并(bing)勵(li)、他(ta)勵(li)和(he)復勵(li)直流(liu)電機(ji)。

交(jiao)流(liu)電機可分：單相電機和三(san)相電機

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(yi)步(bu)電動機的轉(zhuan)子轉(zhuan)速(su)(su)總是略低于旋轉(zhuan)磁場(chang)的同步(bu)轉(zhuan)速(su)(su)。

同步電動機的轉子轉速(su)與負載大小無關(guan)而始終保持(chi)為同步轉速(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(dian)動(dong)機(ji)又分為齒輪減速電(dian)動(dong)機(ji)、電(dian)磁減速電(dian)動(dong)機(ji)、力矩電(dian)動(dong)機(ji)和爪(zhua)極同步電(dian)動(dong)機(ji)等(deng)。

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(jiao)流(liu)電(dian)。將(jiang)這兩相交(jiao)流(liu)電(dian)分別送入(ru)兩組(zu)或四組(zu)電(dian)機(ji)線圈(quan)繞組(zu)，就在電(dian)機(ji)內形成旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)磁(ci)場(chang)，旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)場(chang)在電(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子內產生(sheng)感(gan)應電(dian)流(liu)，感(gan)應電(dian)流(liu)產生(sheng)的(de)磁(ci)場(chang)與旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)場(chang)方向相反，被旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)場(chang)推拉進入(ru)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)狀態，由(you)于轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子必(bi)須切(qie)割磁(ci)力線才能產生(sheng)感(gan)應電(dian)流(liu)，因此轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)必(bi)須低(di)于旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)，故稱異步電(dian)機(ji)。

三相異步電機不必通過電容移相，本身就有相差120度的三相交流電，故產(chan)生的旋轉磁場更(geng)均勻，效(xiao)率更(geng)高。

永磁(ci)同步交流電動機(ji)的磁(ci)場由永久磁(ci)鐵(tie)產生，轉子線(xian)圈通過電刷供電，轉速與交流電頻率為整倍(bei)數(shu)（分數(shu)）關系（視轉子線(xian)圈繞組(zu)數(shu)而定），故稱同步電機(ji)。

轉子(zi)線(xian)(xian)圈通過電刷(shua)供電，定子(zi)通過線(xian)(xian)圈繞(rao)組產生旋(xuan)轉磁場的電機，按轉子(zi)線(xian)(xian)圈與定子(zi)線(xian)(xian)圈的串、并(bing)聯關系分別稱串勵、并(bing)勵電機。

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)之間）的(de)(de)(de)相互吸引下，使(shi)電機旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。改變(bian)電刷的(de)(de)(de)位置(zhi)，就可(ke)以改變(bian)定轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)磁(ci)極(ji)夾角（假設以定子(zi)的(de)(de)(de)磁(ci)極(ji)為夾角起始邊，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)的(de)(de)(de)磁(ci)極(ji)為另一邊，由轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)的(de)(de)(de)磁(ci)極(ji)指向(xiang)定子(zi)的(de)(de)(de)磁(ci)極(ji)的(de)(de)(de)方向(xiang)就是(shi)電機的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)方向(xiang)）的(de)(de)(de)方向(xiang)，從而改變(bian)電機的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)方向(xiang)。

電動汽車電機結構

1、永磁式直流電機：

由定子(zi)磁(ci)極(ji)、轉子(zi)、電刷(shua)、外(wai)殼等組成。

定子磁極(ji)采(cai)用永磁體（永久磁鋼），有鐵氧(yang)體、鋁鎳鈷、釹鐵硼(peng)等材料。按其結構形式可分(fen)為圓筒型和瓦塊型等幾種。

轉(zhuan)子一(yi)般采(cai)用硅鋼片疊壓而成，漆(qi)包線繞在(zai)轉(zhuan)子鐵(tie)心的兩槽之間（三槽即(ji)有三個繞組），其各接頭分別焊在(zai)換(huan)向(xiang)器(qi)的金屬(shu)片上(shang)。

電(dian)(dian)(dian)刷(shua)是連接電(dian)(dian)(dian)源與轉(zhuan)子繞組(zu)的導電(dian)(dian)(dian)部(bu)件，具備(bei)導電(dian)(dian)(dian)與耐磨(mo)兩種性(xing)能。永磁電(dian)(dian)(dian)機的電(dian)(dian)(dian)刷(shua)使(shi)用單性(xing)金(jin)屬片或金(jin)屬石墨(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)刷(shua)、電(dian)(dian)(dian)化(hua)石墨(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)刷(shua)。

2、無刷直流電機：

由(you)永(yong)磁(ci)體轉子、多(duo)極(ji)繞(rao)組(zu)定子、位置傳感器等組(zu)成(cheng)。

無(wu)刷直(zhi)流電(dian)機的特(te)點(dian)是無(wu)刷，采用(yong)半導體(ti)開關器(qi)(qi)件(jian)（如霍爾元(yuan)件(jian)）來實現電(dian)子換(huan)向(xiang)(xiang)的，即用(yong)電(dian)子開關器(qi)(qi)件(jian)代替傳統(tong)的接觸式換(huan)向(xiang)(xiang)器(qi)(qi)和電(dian)刷。它(ta)具有可靠(kao)性高(gao)、無(wu)換(huan)向(xiang)(xiang)火花、機械噪聲低(di)等優點(dian)。

位(wei)置傳感(gan)器按轉(zhuan)子位(wei)置的變化，沿著(zhu)一(yi)定次(ci)序對(dui)定子繞(rao)(rao)(rao)組的電(dian)(dian)流進(jin)行換流（即檢測轉(zhuan)子磁(ci)極相對(dui)定子繞(rao)(rao)(rao)組的位(wei)置，并在確定的位(wei)置處(chu)產生(sheng)位(wei)置傳感(gan)信(xin)號，經信(xin)號轉(zhuan)換電(dian)(dian)路處(chu)理(li)后(hou)去控制(zhi)功率開關(guan)電(dian)(dian)路，按一(yi)定的邏輯關(guan)系進(jin)行繞(rao)(rao)(rao)組電(dian)(dian)流切換）。

位置傳感器有磁(ci)敏式、光(guang)電(dian)式和(he)電(dian)磁(ci)式三種(zhong)類型。

采用(yong)磁(ci)(ci)敏(min)式位置傳(chuan)感器的(de)無刷直(zhi)流電(dian)動(dong)機，其磁(ci)(ci)敏(min)傳(chuan)感器件(jian)（例如霍爾元件(jian)、磁(ci)(ci)敏(min)二極(ji)管、磁(ci)(ci)敏(min)詁極(ji)管、磁(ci)(ci)敏(min)電(dian)阻器或(huo)專(zhuan)用(yong)集成電(dian)路等）裝在定子(zi)組(zu)件(jian)上(shang)，用(yong)來檢測(ce)永磁(ci)(ci)體、轉(zhuan)(zhuan)子(zi)旋轉(zhuan)(zhuan)時產生的(de)磁(ci)(ci)場變化。電(dian)動(dong)汽車多用(yong)的(de)是霍爾元件(jian)。

采用光(guang)電式位(wei)(wei)置(zhi)傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)無刷(shua)直流電動(dong)機(ji)，在定子(zi)(zi)組件(jian)上(shang)按一定位(wei)(wei)置(zhi)配置(zhi)了光(guang)電傳(chuan)感器(qi)(qi)件(jian)，轉(zhuan)子(zi)(zi)上(shang)裝有遮光(guang)板，光(guang)源為發光(guang)二極(ji)管或小燈泡。轉(zhuan)子(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)時，由于(yu)遮光(guang)板的(de)作(zuo)用，定子(zi)(zi)上(shang)的(de)光(guang)敏元器(qi)(qi)件(jian)將會(hui)按一定頻(pin)率間(jian)歇間(jian)生脈沖(chong)信(xin)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(deng)），當永磁體(ti)轉子位置(zhi)發(fa)生(sheng)變(bian)化時，電磁效應將使電磁傳感器產(chan)生(sheng)高(gao)頻(pin)調(diao)制信號（其幅值隨轉子位置(zhi)而變(bian)化）。

定(ding)子(zi)(zi)繞(rao)組的(de)(de)工作電(dian)壓由(you)位置(zhi)傳(chuan)感器輸出控制的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)開關電(dian)路提(ti)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(che)、加速/減速，低速或爬坡時要求(qiu)高轉矩，高速行駛時要求(qiu)低轉矩，并要求(qiu)變速范圍大。而(er)工(gong)業電機通常優化在額定的工(gong)作點(dian)。因此，電動(dong)汽車驅動(dong)電機比(bi)較獨(du)特，應單獨(du)歸為一(yi)類(lei)。

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(you)4-5倍(bei)的過(guo)載以(yi)滿足短時加速或爬坡的要(yao)求(qiu)；而(er)工業電機只(zhi)要(yao)求(qiu)有2倍的過載就可以了。

2、電動(dong)汽車的最高轉速要求達到在公(gong)路(lu)上(shang)巡航時基本速度(du)的4-5倍，而工業電機只需要(yao)達(da)到恒(heng)功率是(shi)基本速度的2倍即可(ke)。

3、電動汽車(che)驅動電機需要根據車(che)型(xing)和駕駛(shi)員(yuan)的駕駛(shi)習(xi)慣設計，而工(gong)(gong)業(ye)電機只需根據典型(xing)的工(gong)(gong)作模(mo)式設計。

4、電動汽(qi)車(che)驅動電機要(yao)求(qiu)(qiu)有高度功率密度（一般要(yao)求(qiu)(qiu)達到(dao)1kw/kg以內）和(he)好的(de)效(xiao)率(lv)圖（在(zai)較(jiao)寬的(de)轉速范圍和(he)轉矩范圍內都有較(jiao)高(gao)的(de)效(xiao)率(lv)），從而(er)能夠降低車重，延長續駛里程；而(er)工(gong)業電(dian)機通常對功率(lv)密(mi)度、效(xiao)率(lv)和(he)成本進行(xing)綜(zong)合考(kao)慮，在(zai)額定工(gong)作點附近對效(xiao)率(lv)進行(xing)優化(hua)。

5、電動(dong)汽(qi)車驅(qu)動(dong)電機(ji)要(yao)求(qiu)工作可(ke)控性(xing)高(gao)、穩態精度高(gao)、動(dong)態性(xing)能好；而工業(ye)電機(ji)只有(you)某一(yi)種特定的(de)性(xing)能要(yao)求(qiu)。

6、電(dian)(dian)動(dong)汽車驅(qu)動(dong)電(dian)(dian)機(ji)被裝在(zai)機(ji)動(dong)車上，空(kong)間(jian)小，工作(zuo)在(zai)高溫、壞天(tian)氣、及頻繁(fan)振動(dong)等等惡劣環境下。而工業電(dian)(dian)機(ji)通常在(zai)某一(yi)個固定(ding)位置工作(zuo)。