驱动电机基础知识

驱动电机及其控制系统是新能源汽车的主要执行机构，驱动电机的性能决定了新能源汽车的主要性能。与传统汽车相比，驱动电机取代了发动机，将电能转化为机械能以驱动汽车。

纯电动汽车驱动电机分类

可分为有刷或无刷直流电机、永磁或电磁直流电机、交流异步电机，永磁同步电机、开关磁阻电机等，它们的选用也与整车配置、用途和档次有关。

驱动电机的调速控制可分为有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。

电机有轮毂电机、内转子电机以及单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。

驱动电机主要作用

电动汽车的电机驱动系统把电能转化为机械能，通过传动装置或直接将动力传递到车轮，进而驱动车辆按照驾驶人意志行驶，在车辆制动时把车辆的动能再生为电能反馈到动力电池中以实现车辆的再生制动。

近 90% 的电机由旋转磁场设备组成，其主要优势在于可通过旋转磁场从定子向转子进行非接触式能量传输。这样就不需要直流电机换向器等磨损件。

驱动电机的关键参数

额定转速：在额定功率下电机的转速，单位为 r/min。

电机转矩：电机的输出转矩，为电机的基本参数之一，单位为 N·m。

额定功率：电机在额定电压、额定环境等条件下电机轴上的输出功率，单位为kW。

效率：指电机有效输出功率与输入功率之比，类型电机不同，效率曲线也不同。

电动汽车对驱动电机的主要要求

电压高。在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电机的尺寸和质量，特别是可以降低逆变器的成本。

转速高。电动汽车所采用的感应电动机的转速可达 12000 ~ 20000r/min，高转速电动机的体积较小、质量较轻，有利于降低整车的装备质量。

质量轻，体积小。采用铝合金外壳等途径降低电动机的质量，各种控制装置和冷却系统的材料等也尽可能选用轻质材料。

电机应具有较大的起动转矩和较宽范围的调速性能，以满足起动、加速、行驶、减速、制动所需的功率与转矩。

电动汽车驱动电机需要有 4 ~ 5 倍的过载能力，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求。

电动汽车驱动电机应具有高的可控性、稳态精度和动态性能。

电机应具有高效率、低损耗，在车辆减速时可进行制动能量回收。

电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关标准和规定。

电机应具有高的可靠性、耐温和耐潮性，运行时噪声低，能够在较恶劣的条件下长期工作。

结构简单、适合大批量生产、使用维修方便、价格便宜等。

驱动电机的主要性能参数

额定功率。额定功率是指电机在制造厂所规定的额定条件下运行时，其输出端的机械功率，单位为 kW。

额定电压。额定电压是指电机在额定条件下运行时，外加于定子绕组上的线电压，单位为 V。

额定电流。额定电流指电机在额定电压和额定输出功率时，定子绕组的线电流，单位为 A。

④额定转速。额定转速指电机在额定电压、额定频率下，输出端有额定功率输出时转子的转速。单位为 r/min，电动汽车所采用的三相交流感应电机的转速一般为 12000 ~20000r/min。

额定效率。额定效率指电机在额定条件下运行时的效率，是额定输出功率与额定输入功率的比值，电机在其他工况运行时的最高效率为峰值效率，整体效率越高越好。

额定功率因数。对于交流电机，定子相电流比相电压滞后一个角度 φ，cosφ 就是交流电机的功率因数。

绝缘等级。电机的绝缘性是按电机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的，称为绝缘等级。所谓极限温度，是指电机绝缘结构中最热点的最高容许温度，绝缘等级与极限温度的对应关系见表。

比功率。比功率指单位质量电机输出的功率，单位是 kW/kg，比功率越大越好。

过载能力。过载能力指电机在超过额定载荷（功率、转矩、电流等）条件下工作的能力。

其他指标。除了上面所述及的性能参数外，电机还要求可靠性好、耐湿和耐潮性好、运行噪声低、振动小、能够在较恶劣的环境下长时间工作、结构简单、适合大批量生产、使用维修方便、性价比高等。