在新能源汽车产业蓬勃发展的今天,新能源汽车研发技术不断提高。而电池,电机,电控作为新能源汽车的三大件,决定着新能源汽车的工作。而电机作为电动汽车的核心,就好比传统燃油车的发动机,直接决定了电动汽车的驱动。
驱动电机是新能源汽车驱动装置的核心部件,应用于各种新能源汽车上,直接影响到整车性能。新能源汽车电机是可以把电源的电能转化为机械能,机械能转化为电能的一种机器。当电能被转换成机械能时,电机表现出电动机的工作特性;当机械能被转换成电能时,电机表现出发电机的工作特性。
电机由三部分组成:定子、转子、壳体,电机技术的关键点在定子、转子。它承担了与新能源汽车行驶相关的所有功能。新能源汽车的电机有正转和反转,正转即为向前行驶,反转即为倒车。并且还要有很广的调速范围,在能量回收工况时可充当发电机来用。
新能源汽车电机有直流驱动电机、交流感应驱动电机、交流永磁同步驱动电机、开关磁阻驱动电机四种。其中,目前新能源汽车使用最多的就是交流永磁同步驱动电机。
直流驱动电机,其调速性能好,启动转矩大,控制简单,成本低,但功率密度低、质量体积较大,在电机内部存在电刷和转向器等零件容易磨损,可靠性不高,维修保养难度大,因此直流驱动电机在电动汽车中的使用率越来越低。
交流感应驱动电机,构造简单,结构坚固,可靠性好,维护起来也非常简单。但交流感应驱动电机不能直接使用直流电驱动,需要使用功率变换器将直流电转变为频率及幅值可调的交流电,功率变换器会造成高次谐波和噪声,并且交流感应电动机因励磁电流的存在,工作电流大能量利用率低于永磁电机。所以在国内电动汽车上的使用率也不高。
电机交流永磁同步驱动电机,转子部分为永磁体,无励磁线圈,相较于感应电机转子结构更加坚固,体积更小结构更为简单且无励磁损耗效率高,电机功率密度大,质量和体积小。脉动小,震颤也较轻,也不易产生噪声,声音较微弱,同时它有较宽的弱磁范围与高转矩过载性能。因此,国内新能源电动汽车在选用驱动电机时会经常选用交流永磁驱动电机。
开关磁阻驱动电机,它的构造非常简单,可靠性也非常的高,允许出现差错的范围也很大且控制简单成本低。但是,在实际使用中开关磁阻驱动电机会产生很大的噪音,所以极少有汽车采用这种驱动电机。
对于低速电动车来说,更多采用的是直流电机。直流电机也是最早应用于电动汽车的电机。但是随着电子技术、机械制造技术及自动控制技术的发展,交流电机表现出了比直流电机更加优越的性能,所以逐步取代了直流电机。
机械传动装置是将电机输出机械能传递给车轮的装置。因为电机一般都具有较好的调速性能,现在的机械传动装置一般都是固定速比的减速机构,不再需要变速器。
目前电机和机械传动装置基本是机电集成一体化的,可以做到传动效率更高,可靠性更好,质量更轻,体积更小。
总体来说,交流异步电机和永磁同步电机各有所长,代表着两种不同的发展方向。从各大厂商综合使用电机种类来看,永磁同步电机和交流异步电机无疑是最为主流的选择。