新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的類型及特點

1、新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的類型及特點

直流電機(jī)：

優(yōu)點：技術(shù)成熟、控制方式容易、調(diào)速優(yōu)良

缺點：機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、瞬時過載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速提高受限、高頻電磁干擾

三相交流異步電機(jī)

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好，成本易控

缺點：效率低、調(diào)速性差

永磁同步電機(jī)

優(yōu)點：功率密度大、響應(yīng)速度快

缺點：高溫和過載電流，發(fā)生退磁現(xiàn)象

開關(guān)磁阻電機(jī)

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、較寬轉(zhuǎn)速、響應(yīng)速度快

缺點：噪聲大、功率密度、效率偏低

使用情況：

永磁同步電機(jī)占80%

包括：北汽、比亞迪、上汽、江淮等乘用車；廈門金龍等客車；

三相交流異步電機(jī)占18%

包括：特斯拉Model S等車型；宇通、中通等客車；

開關(guān)磁阻電機(jī)占2%

東風(fēng)混合動力客車等；

永磁同步電機(jī)功率密度高、調(diào)速范圍大，適用于頻繁啟停工況；三相交流異步電機(jī)單位功率成本低、無退磁現(xiàn)象，適用于高速路網(wǎng)發(fā)達(dá)的工況。

2、驅(qū)動電機(jī)的技術(shù)要求

高轉(zhuǎn)矩：低速運行時具有高轉(zhuǎn)矩，以滿足快速啟動、加速、爬坡等要求；

高轉(zhuǎn)速：高速運行時應(yīng)具有高轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍寬的特性，以滿足高速行駛、超車等要求；

高效節(jié)能：電動汽車頻繁啟停，工作區(qū)域?qū)?，因此，要求盡可能寬的高效工作區(qū)，以謀求電池一次充電后的行駛里程盡可能長；

抗振動：電機(jī)耐振動，有一定過載能力，在不同工況下能穩(wěn)定可靠地工作。

3、驅(qū)動電機(jī)對電機(jī)軸承提出的挑戰(zhàn)

一般工業(yè)用電機(jī)使用的電機(jī)軸承，國內(nèi)軸承行業(yè)經(jīng)過不斷的發(fā)展，隨著軸承設(shè)計理論水平的提高、軸承鋼材料技術(shù)的進(jìn)步，套圈加工設(shè)備、工藝水平的提高，鋼球制造水平的上臺階，已經(jīng)替代進(jìn)口占據(jù)國內(nèi)主要市場，但是汽車驅(qū)動電機(jī)的調(diào)速范圍寬、啟動轉(zhuǎn)矩大、功率密度高、效率高的特性，使其對軸承的高速、高低溫、耐久性、穩(wěn)定性、可靠性提出了更高的要求，目前國內(nèi)新能源汽車電機(jī)軸承還主要依靠進(jìn)口。

速度：驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)20 000 r/min，軸承dm.n值達(dá)到80萬以上，比普通工業(yè)電機(jī)速度高很多。

溫度：-40~150 ℃軸承穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，無嘯叫；長期工作溫度110~120 ℃；寒冷地區(qū)啟動溫度-30~-20℃，啟動力矩小，噪聲低。

潤滑：要求潤滑脂低溫性能優(yōu)異、耐高溫、抗振動、節(jié)能高效、長壽命。

振動、噪聲：為保證乘車的舒適性，電機(jī)的振動噪聲水平要低，保證車內(nèi)的安靜。

電蝕：由于繞組的不平衡，造成轉(zhuǎn)子間存在電位差，形成電流；逆變器高頻電壓造成的電流泄露都可能導(dǎo)致軸承產(chǎn)生電蝕，導(dǎo)致軸承的失效。

壽命：保證與整車質(zhì)保同壽5-8年或10-16萬公里。

4、軸承企業(yè)做出的應(yīng)對措施

面對新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)S承提出的新的挑戰(zhàn)，自主研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化需要做很多的努力：提高鋼材純度和熱處理質(zhì)量；采用精準(zhǔn)磨超技術(shù)，提高加工精度，降低產(chǎn)品批次離散度；開展?jié)櫥芯?，和潤滑企業(yè)合作開發(fā)適應(yīng)高溫高速的潤滑產(chǎn)品；選用合適的工程塑料保持架；利用仿真和試驗技術(shù)，加快開發(fā)速度，保證軸承可靠性等等。國際知名軸承企業(yè)提出的應(yīng)對措施可供我們參考借鑒。

SKF

開發(fā)了eDrive球軸承系列，通過優(yōu)化設(shè)計滾道，設(shè)計采用新型結(jié)構(gòu)聚合物保持架，采用寬溫度范圍的潤滑脂，設(shè)計的混合陶瓷軸承，能夠適應(yīng)電機(jī)軸承的高速性能，有助于延長傳動系統(tǒng)的使用壽命和擴(kuò)大電池的續(xù)航能力。

NSK

采用耐熱性優(yōu)良的樹脂材料，通過保持架強(qiáng)度解析對形狀進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計，從而降低離心力，減少保持架與鋼球之間的摩擦，降低發(fā)熱量；

采用高速潤滑脂，選用最合適增稠劑，可在較廣的溫度范圍內(nèi)降低發(fā)熱量；

采用特殊處理，在鋼球表面析出高硬度氮化物，提高耐燒結(jié)性能，從而提高高速運轉(zhuǎn)性能；

采用非接觸式橡膠密封圈，抑制工作中潤滑脂的泄露，保證軸承持續(xù)運轉(zhuǎn)的可靠性；

在外徑面上設(shè)置O形圈，減小與座孔的間隙，提高耐蠕變性。