电动汽车驱动电机及其控制系统应用概述

永 磁 同 步 电动 机 的 转 子 磁 场 由永 磁 体 本 身产
生 ，当定子 通入 交 流 电流时 ， 产 生 的转速 为 ｎ １的旋 转磁 场 立 即和 转子 磁 场发 生作 用 ，根 据 同性相 斥 、
３ 、驱 动 电动 机 的 种 类
电动 汽车 驱 动 系统 研 究 的重 点是 各种 类 型 的驱 异性 相 吸的 原则 ，Ｓ极和 Ｎ极 间很 快地 被 吸住 ，它
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汽车实用技术
２ ０ １ ４年第 ４期
ｖ ｓ ｃ ）最 近也被 应用 到 电动机 驱动 机 ， 因其 结 构简 单 、坚 固、工 作可 靠 、效 率高 ，其 统 。变结 构控 制 （ 调速 系统 （ Ｓ Ｒ Ｄ ）运行 性 能和经济 指标 比普 通 的交流 控 制 中 ，ｖ ｓ ｃ 针对 系统 参数 不确 定 、外 部扰 动 和 噪 调速 系 统好 ，具 有很 大 的潜力 ，因而近 几 年来 ，它 声具有 较 强 的鲁棒 性 ，在稳 定 转速 的情 况 下 ，系统
的 电子控 制 系 统和 驱动 系 统 也会 影 响驱 动 电动 机 的 开 关磁 阻 电机 。 性能 Ⅲ 。 ３ ． １ 交流 感应 电动 机 （ 三相 异 步 电机 ） １ 高 电压 。在 允许 范 围 内尽量 采 用 高 电压 ，可 三相 异 步 电机 转 子结 构简 单 ，与 定子 无直 接 接
高、结构简单、易于维护等优点。由于交流 电机没 置，另外永磁体还有退磁 问题 ，造价也较高。
有 了 电刷 和滑 环 等 ，克 服 了直 流 电机 因换 向器 带来 ３ ． ３ 开 关磁 阻电机
的缺 点 ，因 此交 流驱 动 系 统将 逐渐 成 为 电动 汽 车 的
开 关 磁 阻 电动 机 简称 ｓ Ｒ 。它是 一种 新 型 电动
动 电机及其控制 ，按电机的类型来划分，电驱动系 们之 间产 生 相应 的磁 拉力 ， 只 要这 个磁 拉力 足够 大 ，
统 可 分 为直 流驱 动 系统 和 交流 驱动 系 统 两大 类 。早 定子 将 吸合着 转 子 同步运 转 。 期 时 由于直 流 电机 控制 比较 简 单 ， 电动汽 车 多 数采 永磁 同步 电机 体积 小 、重 量 轻 、功率 密度 大 、 用 直 流 电机 。然 而 ， 目前 随着 现代 交 流调 速 技 术 的 低速 输 出转 矩 大 ，精 度 高 、效率 高 、噪 声小 、维 护 发 展 ，其 动态 性 能 己经 达 到或 者超 过 直流 电机 的水 简单 的优 点。因此在各个 国家都有应用。但是他在 平 ，并且 交 流 电机本 身 具 有体 积 小 、功率 大 、 效率 高速 运 行 时 比异步 电机 复杂 ，需 要检 测转 子 磁极 位
减 小 电动 机 的 尺寸 和 导线 等装 备 的尺 寸 ，特 别 是可 触 部件 ，运 行 可靠 ，转速 高 ，成 本低 ，在 蓄 电池供 降低 逆变 器 的尺 寸 。 电的条 件下 ，可 以实 现 四象 限运 行 ，所 以 目前 在 电 ２ 高转速 。高 转速 电动机 体积 小 、质 量 轻 ，有 动汽 车 中交 流异 步 电机应 用较 多 。 美 国制造 的 电动 利 于 降低 电动 汽车 的整 车整 备质 量 。 汽车 普遍 采 用 感应 电动机 驱动 ，如 Ｃ ｈ ｒ ｙ ｓ ｌ ｅ ｒ 公 司 ３质 量轻 。 电动机 采用 铝 合金 外 壳， 以降低 电 生产 的 Ｅ ｐ ｉ ｃ Ｖ ａ ｎ ：Ｆ ｏ ｒ ｄ 公司 生产 的 Ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ Ｅ Ｖ ，通 动 机 质 量 、各 种控 制器 装 备 的质 量和 冷 却系 统 的质 用汽 车 公司 生产 的 Ｉ Ｍ Ｐ Ａ Ｃ Ｔ和 Ｅ Ｖ Ｉ 电动 汽车 。国 内 量 等 也要 求尽 可 能轻 。 也采 用 感应 电动机 作 为 电动汽 车 的驱 动 电机 也 比较 ４较 大 的起 动 转矩 和 较大 范 围 的调速 性 能 。这 多 ， 如 胜 利 Ｓ Ｌ ６ ７ ０ ０ Ｄ Ｄ 电 动 客 车 ， 郑 州 华 联 样 使 电动汽 车 有 良好 的启 动性 能和 加 速 性 能 。 电动 Ｚ Ｋ ６ ８ ２ ０ Ｈ Ｇ 一 １ 电动 轻 型客 车 。 机 有 自动调 速 功 能， 因此 可 以减轻 驾驶 员 的操 纵强
５效 率 高 、 损 耗 少， 并具有 制动 能量 回收 功能 。 式 ，冷 却 自由度 高 ；对 环 境 的适 应性 较好 ，能够 实 电动 汽 车应 具 有最 优化 的能量 利用 ， 以在 车 载 总 能 现再 生 反馈 制动 ； 与 同样 功率 的直 流 电动 机 相 比较 ， 量 不 变 的情 况 下最 大 限度 的增 加续 驶 里程 ， 再 生制 质量 减 轻一 半 左右 ，价格 便 宜 ，维修 方便 。其 缺 点 动 回 收 的能量 一般 可达 到 总能量 的 １ ０ ％ ￣２ ０ ％ ， 这 是 是驱 动 电路 复 杂 、效 率及 功率 密 度偏 低 ，控制 系 统 在 内燃 机 汽车 上不 能 实现 的 。
交流 感 应 电动机 是 目前 欧美 国家 电动 汽车 驱 动 度 ， 提 高驾 驶 的舒 适性 ， 并且 能达 到与 内燃 机汽 车 系 统 的 主 流 产 品 ， 功 率 覆 盖 面 广 ， 转 速 可 高 达
加 速 踏板 同样 的控 制 响应 。
１ ２ ０ ０ ０ — １ ５ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ；可 采用 空 气冷 却或 液 体冷 却方
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罗龙飞 等 ：电动汽车驱动 电机及其控制系统应用概述
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包括 ：电动机类型、额定 电压 、机械特性、效率、
主 流驱 动 系 统 。在交 流 驱动 中，驱 动 电机 主 要采 用
尺 寸 参 数 、可 靠性 和成 本 等 。另 外 为 电动机 所 配 置 异 步 电机 、 永磁 同步 电机 （ 包 括无 刷直 流 电机） 以及
６ 必 须有 高压 保护 设 备 。
成本 过 高 ， 其 造价 远远 高于 交流 感应 电动机 本 身 ，
而且 调速 性 能较 差 。
７可 靠性 好 、 耐温 耐潮 性 能强及 运 行 时噪 声低 。 ３ ． ２ 永磁 同步 电机
８ 结 构简 单 、维修 方便 及价 格 便宜 。