新能源車電機驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和分類

作為電動汽車核心部件之一的電機，承擔(dān)著替代燃油機驅(qū)動車輛的重要功能，是車輛行駛過程中的主要執(zhí)行機構(gòu)。

與燃油車相比，電動車的電控系統(tǒng)減少了車輛內(nèi)部機械傳動系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)變得簡單，同時也降低了機械部件因為摩擦而損失的能耗，由于不再需要換擋變速，因此不再需要體積龐大運行復(fù)雜的變速箱，節(jié)省了車輛的內(nèi)部空間和重量。

電機驅(qū)動系統(tǒng)主要由電動機、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、傳感器以及電源等部件組成。

電動機啟動系統(tǒng)的基本組成

新能源車/電動車對電機性能的基本要求是多種維度的，包括重量、體積、電壓、功率和安全，都需要滿足不同新能源車輛的自身需求和產(chǎn)品定義。

(1) 重量輕，體積小

電機應(yīng)采用鋁合金外殼以降低整車質(zhì)量。整體結(jié)構(gòu)要盡可能地緊湊，各種控制裝置和冷卻系統(tǒng)等部件也要求盡可能的小，增加電機與車體的適配度，擴大車體可利用的空間，提高乘坐的舒適度。

(2) 高電壓，高效率

在允許范圍內(nèi)盡可能采用高電壓，減小電機的尺寸和導(dǎo)線等裝備的尺寸，提高電機的效率，保證在較寬的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有很高的效率，以降低功率孫浩，提高一次充電后可續(xù)航的行駛里程。

(3) 瞬時功率大，過載能力強

電機應(yīng)具有自動調(diào)速功能和瞬時動態(tài)的響應(yīng)控制，要保證車輛具有4-5倍的過載能力，以滿足短時間內(nèi)加速行駛與最大爬坡的要求。

(4) 能量再生回收效率高

電機應(yīng)具備效率低損耗功能，在車輛滑行、減速和制動時回收能量(可回收總能量的10-15%)，使電動車具有最大能量利用率。

(5) 安全性

動力電池和電機工作電壓在300V以上，各電器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)安全性能指標(biāo)必須符合國家有關(guān)車輛電氣控制安全性能的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，以保證駕乘者的安全。

不同電機，可以按不同劃分條件進行歸類。

1. 按工作電源種類劃分：可分為直流電機和交流電機。

直流電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無刷直流電動機和有刷直流電動機。

有刷直流電動機可劃分：永磁直流電動機和電磁直流電動機。

電磁直流電動機劃分：串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。

永磁直流電動機劃分：稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。

交流電機還可劃分：單相電機和三相電機。

2. 按結(jié)構(gòu)和工作原理可劃分：可分為直流電動機、異步電動機、同步電動機。

同步電機可劃分：永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。

異步電機可劃分：感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。

感應(yīng)電動機可劃分：三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。

交流換向器電動機可劃分：單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。

3. 按起動與運行方式可劃分：電容起動式單相異步電動機、電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機、電容起動運轉(zhuǎn)式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。

4. 按用途可劃分：驅(qū)動用電動機和控制用電動機。

驅(qū)動用電動機可劃分：電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動剃須刀等）用電動機及其他通用小型機械設(shè)備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。

控制用電動機又劃分：步進電動機和伺服電動機等。

5. 按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可劃分：籠型感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動機）。

6. 按運轉(zhuǎn)速度可劃分：高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)速電動機。低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。

調(diào)速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外，還可分為電磁調(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、PWM變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電動機。

異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。

同步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負載大小無關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。

至于電動汽車常用的電機及驅(qū)動系統(tǒng)有如下4種：

(1) 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，電機一般采用PWM占空比控制方式。

(2) 交流永磁無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)，電機一般采用矢量控制方式，永磁直流無刷電機一般采用方波控制方式。

(3) 交流感應(yīng)電機驅(qū)動系統(tǒng)，電機控制一般采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制的變頻調(diào)速控制方式。

(4) 開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)，電機一般采用模糊滑?？刂品绞?。

其中Tesla使用的是交流感應(yīng)電機，國內(nèi)大部分電動汽車廠商則選用永磁同步電機，兩者的主要差異可簡單概括為轉(zhuǎn)子和定子是否同步，以及內(nèi)部是否含有永磁材料(釹鐵硼)。

審核編輯：郭婷