作為電動(dòng)汽車(chē)三大件中的動(dòng)力系統(tǒng)，電機(jī)在電動(dòng)汽車(chē)中的地位無(wú)疑是舉足輕重的，它的表現(xiàn)還直接決定了電動(dòng)汽車(chē)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(chē)電機(jī)主要有三類(lèi)，一是無(wú)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(jiàn)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(jiǎn)單、成本較低等特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展早期，直流電動(dòng)機(jī)成為了很多電動(dòng)車(chē)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(guò)載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速。

 

而且在長(zhǎng)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(chē)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(chē)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(jiǎn)單，耐用可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。說(shuō)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(chǎng)，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(chǎng)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(méi)有相互接觸的機(jī)械部件，所以結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)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(wèn)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(wú)功功率來(lái)建立磁場(chǎng)，故與稀土永磁電機(jī)和開(kāi)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(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)兩種類(lèi)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(lái)的損耗，定子上安裝有繞組通過(guò)交流電來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以冷卻相對(duì)容易。由于這類(lèi)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(jiǎn)單。但是由于受限于永磁材料的限制，在高溫、震動(dòng)和過(guò)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(lái)發(fā)展的大方向：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)

相比于其它類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 開(kāi)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(jiǎn)單的集中繞組，轉(zhuǎn)子上并沒(méi)有繞組，所以結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)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(jiǎn)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(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。

 

開(kāi)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(cè)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(kāi)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(wèn)題。

總結(jié)：中國(guó)是世界上稀土永磁材料儲(chǔ)量最具豐富的國(guó)家，而對(duì)于體積相對(duì)較小的新能源乘用車(chē)來(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)車(chē)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(chē)、蔚來(lái)汽車(chē)三家，不少企業(yè)只能依賴供應(yīng)商模式。不過(guò)隨著新能源車(chē)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，市場(chǎng)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(zhǎng)，未來(lái)具備電機(jī)自研能力的企業(yè)將會(huì)越來(lái)越多，讓我們拭目以待一下吧。