永磁同步、交流异步电机成为驱动电机主流技术

      电动机在工业中的应用非常广泛，功率覆盖范围宽，种类也很多。但由于新能源汽车在功率、转矩、体积、质量、散热等方面对驱动电机有更高的要求，因此，相比工业电机，新能源汽车驱动电机必须具备更优良的性能，如：小体积以适应车辆有限的内部空间，工作温度范围宽(-40~1050C)，适应不稳定的工作环境，高可靠性以保证车辆和乘员的安全，高功率密度以提供良好的加速性能(1.0-1.5kW/kg)等，因此驱动电机的种类相对较少，功率覆盖也相对较窄，产品相对集中。

　　目前，应用于新能源汽车的驱动电机主要包括直流电机、交流电机和开关磁阻电机三类，其中在目前乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括直流(无刷) 电机、交流感应(异步)电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。其他特殊类型的驱动电机包括轮毂/轮边电机、混合励磁电机、多相电机、双机械端口能量变换器( Dmp-EVT)，目前市场化应用较少，是否能够大规模推广需要更长时间的车型验证。

　　(1)交流异步电机，也称为感应电机( Induction Motor)，在定子绕组中输入三相交流电，定子绕组中的励磁电流在定子铁芯中产生旋转磁场， 此时转子绕组中有感应电流通过并推动转子作旋转运动。当转子带有机械负载时，转子电流增加，由于电磁感应作用，定子绕组中的励磁电流也增加。 交流异步电机控制器采用脉宽调制( PWM) 方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频器实现电机调速，采用矢量控制或直接转矩控制实现转矩控制的快速响应，满足负载变化特性的要求。

　　交流异步电机的优点在于结构简单，定子转子无直接接触，运行可靠性强，转速高，维护成本低。 不足之处在于能耗高，转子发热快，高速工况下需要额外冷却系统;功率因数低，需要大容量的变频器，造价较高，调速性较差。 目前，交流异步电机主要用于空间要求较低、且速度性能要求不高的电动客车、物流车、商用车等车型中。

　　(2)永磁电机( Permanent Magnetic Motor) 包括永磁同步电机(正弦波)和永磁无刷直流电机(方波)两大类，其转子均由永磁材料制成， 定子采用三相绕组，输入调制方波产生旋转磁场带动永磁转子转动。

　　永磁同步电机的优点在于其较大的转矩和驱动效率，具有高功率密度和宽调速范围，且没有励磁损耗和散热问题，电机结构简单，体积比同功率的异步电机小 15%以上;其缺点在于高速运行时控制复杂，永磁体退磁问题目前难以解决， 电机造价较高。目前，永磁同步电机主要应用于体积小，且速度、操控性能要求较高的电动乘用车领域，部分中小型客车亦开始尝试使用永磁电机作为驱动源。 永磁无刷直流电机则一般在小功率电动汽车、低速电动车领域应用较为广泛。

　　(3)开关磁阻电机( Switched Reluctance Motor)的定子和转子铁芯均由硅钢片叠压而成，利用冲片上的齿槽构成双凸极结构， 定子产生扭曲磁场，利用“磁阻最小原理”驱动转子运动。 开关磁阻电机结构和控制简单、出力大，可靠性高，成本低，起动制动性能好，运行效率高，但电机噪声高，但转矩脉动严重，非线性严重，在电动汽车驱动中有利有弊，目前电动汽车应用较少。

　　(4)直流电机( DC Motor)通过在定子主磁极上绕制励磁线圈并通以直流电以产生磁场，转子电枢绕组也通以直流电，通电绕组置于磁场中输出电磁转矩拖动负载运行。直流电机控制器一般采用晶闸管脉宽调制方式( PWM)，控制性能好，调速平滑度高，控制简单，技术成熟，且成本较低。直流电机的缺点是需要独立的电刷和换向器，导致速度提升受限;电刷易损耗，维护成本较高。直流电机多用于早期的电动汽车驱动系统，目前新研制的车型已经基本不再采用。

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