作為電動(dòng)汽車三大件中的動(dòng)力系統(tǒng)，電機(jī)在電動(dòng)汽車中的地位無疑是舉足輕重的，它的表現(xiàn)還直接決定了電動(dòng)汽車的性能，所以對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇就顯得尤為重要。目前市面上比較流行的電動(dòng)汽車電機(jī)主要有三類，一是無刷直流電動(dòng)機(jī)，二是交流異步電動(dòng)機(jī)，三是永磁同步電動(dòng)機(jī)等等。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理，下面新能君為大家介紹一下常見的四種驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

一、曾經(jīng)的主流：直流電動(dòng)機(jī)

 

法拉第及其發(fā)明的直流電機(jī)

憑借著控制裝置簡單、成本較低等特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車發(fā)展早期，直流電動(dòng)機(jī)成為了很多電動(dòng)車制造廠的首選方案。但同時(shí)直流電動(dòng)機(jī)的本身的缺點(diǎn)也非常突出，首先電刷和機(jī)械換向器等組成了其自身較為復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)還制約了它的過載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速。

 

而且在長時(shí)間高速大負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，換向器表面還會(huì)有火花的情況出現(xiàn)，以上這些因素都會(huì)影響到整車性能。隨著碳刷的磨損，如果不及時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，電動(dòng)機(jī)的可靠性和壽命都會(huì)有所降低，目前的電動(dòng)汽車已經(jīng)將直流電機(jī)基本淘汰。

二、憂喜參半：交流異步電動(dòng)機(jī)

 

特斯拉及其發(fā)明的感應(yīng)電機(jī)

交流異步電機(jī)是當(dāng)今工業(yè)中主流電機(jī)之一，它也叫感應(yīng)電機(jī)，它同樣擁有結(jié)構(gòu)簡單，耐用可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。說起感應(yīng)電機(jī)就必須提到其發(fā)明者特斯拉，一般其定子鐵心上埋有三相交流繞組，轉(zhuǎn)子由鐵心和短接的籠型繞組組成，當(dāng)定子繞組中通以三相交流電時(shí)，將產(chǎn)生一合成的空間同步旋轉(zhuǎn)磁場，切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子籠型繞組中生成電流，該電流又會(huì)受到磁場的作用而產(chǎn)生電磁力，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。因?yàn)槠涠ā⑥D(zhuǎn)子之間沒有相互接觸的機(jī)械部件，所以結(jié)構(gòu)上較為簡單，加上免去了磨損部件，運(yùn)行也更加可靠。與直流電動(dòng)機(jī)相比，交流異步電機(jī)的功率更高，質(zhì)量還輕了二分之一左右。

 

但在高轉(zhuǎn)情況下電機(jī)的轉(zhuǎn)子會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱嚴(yán)重等問題，為了保證電機(jī)的冷卻，異步電機(jī)還需要配備冷卻系統(tǒng)，這也導(dǎo)致了成本偏高。另外運(yùn)行時(shí)還需要變頻器提供額外的無功功率來建立磁場，故與稀土永磁電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)相比，異步電機(jī)的效率和功率密度偏低。所以，目前新款的特斯拉Model 3已經(jīng)改用永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)了。

　三、綜合性能優(yōu)異：永磁同步電機(jī)

 

按電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流波形的不同，可分無刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)兩種類型，這兩種電機(jī)在結(jié)構(gòu)和工作原理上大體相同，轉(zhuǎn)子都是永磁體，減少了勵(lì)磁所帶來的損耗，定子上安裝有繞組通過交流電來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以冷卻相對(duì)容易。由于這類電機(jī)不需要安裝電刷和機(jī)械換向結(jié)構(gòu)，工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生換向火花，運(yùn)行安全可靠，維修方便，能量利用率較高。

稀土礦物

相比于交流異步電機(jī)的控制系統(tǒng)，永磁式電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)更加簡單。但是由于受限于永磁材料的限制，在高溫、震動(dòng)和過流等極端條件下，轉(zhuǎn)子永磁體會(huì)產(chǎn)生退磁現(xiàn)象，所以在相對(duì)復(fù)雜的工作條件下，永磁式電機(jī)容易發(fā)生損壞，加上永磁材料高價(jià)和稀土資源的緊缺，導(dǎo)致了整個(gè)電機(jī)及其控制系統(tǒng)成本較高。

四、未來發(fā)展的大方向：開關(guān)磁阻電機(jī)

相比于其它類型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 開關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型電機(jī)，其只有在定子側(cè)裝有簡單的集中繞組，轉(zhuǎn)子上并沒有繞組，所以結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡單。定子和轉(zhuǎn)子均為硅鋼片疊壓而成的雙凸極結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固、可靠性高、質(zhì)量輕、成本低、效率高、易于維修等優(yōu)點(diǎn)，很適合作為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。

 

開關(guān)磁阻電機(jī)的缺點(diǎn)在于有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、需要位置檢測器，控制系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)直流電源會(huì)產(chǎn)生很大的脈沖電流等缺點(diǎn)。其次開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)為雙凸極結(jié)構(gòu)，不可避免地存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，噪聲等問題。

總結(jié)：中國是世界上稀土永磁材料儲(chǔ)量最具豐富的國家，而對(duì)于體積相對(duì)較小的新能源乘用車來說，目前國內(nèi)大多數(shù)車企還是采用功耗較低、制造成本較高的永磁同步電機(jī)為主。而其中具備自主研發(fā)電機(jī)能力的僅有北汽新能源、比亞迪汽車、蔚來汽車三家，不少企業(yè)只能依賴供應(yīng)商模式。不過隨著新能源車爆發(fā)式的增長，市場對(duì)于新型的具有高性能、安全可靠、低成本的電機(jī)產(chǎn)品的需求將不斷增長，未來具備電機(jī)自研能力的企業(yè)將會(huì)越來越多，讓我們拭目以待一下吧。