纯电动汽车的电机研究

摘要：在各类路线中，无疑最具有商业化前景，并能彻底解决环境污染问题。但是在发展道

路上还有很多的问题，其中电动车的驱动电机是一个长期面临的问题，本文将就驱动电机分

类及其优缺点进行综合阐述。

1 研究愿景

据统计，城市及近郊的用车数量占到总汽车保有量的80%，其中60％以上每日的行使里程不到60 km。从运行线路上来看，每日固定线路行驶的汽车也占到总量的55%。基于目前的

电池技术，在大多数车上都可以做到150 km以上的续航里程，加之运行线路的相对固定，只要做好规划，在特定线路上安置充电桩，就可以缓解充电不便的问题。因此在城市交通运输上，特别是在公共交通上率先推广，从技术路线上是可行的。

2 驱动电机技术

驱动电机在上承担了类似于发动机在传统汽车上的功能，车辆行驶时，依靠驱动电机提供

的转矩来提供行进的动力。目前，的驱动电机主要有直流电动机、开关磁阻电动机、异步电

动机、无刷直流电动机和永磁同步电动机。

驱动电机在恒转矩区运行时转矩保持恒定，功率随着转速的上升而线性增加，驱动电机在

恒功率区运行时功率保持恒定，转矩随转速的上升呈双曲线减小。当汽车起步和加速时，需

要较高转矩，因此主要运行于恒转矩区，以获得较大的加速度。当驱动电机由于转速的增加，使得功率达到最大值时，主要用来克服行驶阻力，转矩消耗比较小，因此主要运行于恒功率

区以获得较高的车速。

驱动用电机及其控制系统的要求为：在整个运行范围内具有较高的效率；有较强的过载能力、快速的动态响应及良好的启动加速性能；调速范围宽，且低速运行时能够提供大转矩；

高可靠性、高功率密度及低成本。

2.1有刷直流电动机

有刷直流电动机就是把直流电能转化为机械能的电动机，其电枢绕组的磁场与励磁绕组的

磁场是相互垂直分布的，故而控制原理与手段比较简单，可以较为方便地实现电机调速。现

在的直流电机通过用永磁材料替代原来励磁绕组，可以有效地节省电机径向空间，从而使电

动机的定子直径大大减小。并且直流电动机具有成本低、易于平滑调速和技术成熟等优点，

串励、并励、他励和永磁等各种直流电动机在上都有应用。一般直流电动机的主要问题是，

由于有换向器和电刷，使得其可靠性降低，且需要定期维护。

2.2交流异步感应电动机

感应电动机具有效率高、结构简单、体积小、重量轻、可靠性高及免维护等特性，因而在

领域里具有广泛应用前景。但传统的变频变压控制技术，不能使感应电动机满足所要求的驱

动性能，主要原因在于其动态模型的非线性。采用矢量控制法控制感应电动机可以克服由于

其非线性带来的控制难度。不过，采用矢量控制的感应电动机在轻载及有限的恒功率工作区

内运行时效率较低。

2.3永磁同步电动机

在的驱动电机发展中，永磁同步无刷电动机是当下最有前景和应用最为广泛的驱动电机之一，它具有以下几个优点：由于采用高磁能积的稀土材料．，因此可以大大提高气隙磁通密

度和能量转换效率，电动机体积和质量也大大缩小，有效提高了功率密度；采用高性能永磁

材料，有较低的转动惯量及更快的响应速度；由于取消了传统的电刷和换向器，因此无需更

换部件，维修更加简单；采用电子功率器件作为换向器装置，控制更加灵活；传感器检测信号可以传递到控制器，控制参数可以直接指示开关器件的导通，可调参数多，控制灵活度得以提高。

2.4开关磁阻电动机

开关磁阻电动机具有结构简单、制造成本低廉以及转矩和转速特性好等优点，可以作为的驱动电机。开关磁阻电动机应用于上具有很大的潜力，但由于其磁极端部的严重磁饱以及磁极和沟槽的边缘效应，使其设计和控制非常困难。

3 结束语

综上所述，目前使用比较多的永磁同步无刷电机，该类电机同时兼顾了直流电机和永磁无刷电机的优点，驱动灵活、可控性强，因此在上得到广泛应用。