电动机(Motor)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。
作为新能源汽车重要的驱动电机,就需要满足转矩控制的动态性能要高;在低速或爬坡时,电机可以提供较高的转矩,一般需要承受4-5倍的过载;还要求调速范围尽量大,同时在整个调速范围内还需要保持较高的运行效率等优势,可谓是生产驱动电机的难度大,生产出具有这些优势的电机难度更大。电机是新能源汽车的三大核心部件之一,也是电动汽车驱动的关键执行结构,其驱动特性决定了汽车驱动的关键性能指标。电机驱动系统的关键由电机、功率变换器、调节器、检测传感器和电源组成。与大多数工业电机不同,汽车使用的驱动电机应具有调速范围宽、起动转矩大、后备功率大、效率高的特点。此外,它们还需要高可靠性、耐高温和防潮、结构简单、成本低、维护简单和适合大规模生产。未来,我国电动汽车驱动电机系统将朝着永磁化、数字化、集成化方向发展。目前,电动汽车使用的电机一般包括DC电机、交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机。
电动汽车DC电机
优点:起动加速度大,电磁转矩调节特性好,调速方便,调节装置简单,成本低。
缺点:有机械换向器。高速重载运行时,换向器表面有火花,不适合电机转速过高。与其他驱动系统相比,它处于劣势,并已逐渐被淘汰。
电动汽车交流感应电机
交流电机的定子是用来产生磁场的,它由定子铁芯、定子绕组、铁芯外的外壳和支撑转子轴的轴承组成。交流电机具有价格低廉、易于维护、体积小等优点,但交流电机的调节相当复杂。它已经成为交流驱动电动汽车的首选。
永磁电机
永磁体代替了DC电机中的磁场线圈和感应电机中定子的励磁机,用于产生气隙磁通。永磁电机具有效率高、转矩惯性比大、能量密度高等优点,特别是低速大转矩的优点,能够满足汽车在复杂多变的道路上行驶的需要。是一款高性能低碳环保电机,有望与交流感应电机竞争稀土永磁材料市场。尤其是在中小功率范围内,得到了广泛的应用。
电机简介:电动汽车开关磁阻电机
开关磁阻电机的定子和转子基本上是由普通硅钢片制成的双凸极结构。
优点:简单可靠,调速范围宽,效率高,调节灵活,成本低。
缺点:转矩波动大、噪声大、位置检测器、非线性等特点。应用是有限的。