高利帥 曹秀同 蘭文文

摘?要：隨著21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代電力汽車已經(jīng)成為了高銷量的創(chuàng)新產(chǎn)品，逐漸取到了早些的加油式汽車。目前電動(dòng)汽車整體采用了電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)低污染，高效節(jié)能的效果，并且提高了非石油資源的利用率，促進(jìn)了新能源的開發(fā)，為電動(dòng)汽車未來的發(fā)展提供了方向。本文旨在于了解驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最優(yōu)選擇，結(jié)構(gòu)原理，控制方法以及多種電機(jī)工作方式。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;驅(qū)動(dòng)電機(jī);控制方法

1 引言

新能源電動(dòng)汽車與過去傳統(tǒng)的汽車相比，利用控制器來進(jìn)行電器的控制。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要包括了以下三個(gè)部分，分別是電機(jī)、控制原理、功率變換。電動(dòng)汽車的主要部分是驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電動(dòng)汽車在工作時(shí)有很多質(zhì)和量的要求，例如儲(chǔ)電性能、續(xù)航時(shí)間、能源分配等都有較高的要求。

2 直流電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

2.1 電機(jī)原理簡(jiǎn)單介紹

電動(dòng)機(jī)是利用磁場(chǎng)對(duì)其內(nèi)部的電流產(chǎn)生力的作用，通過作用力，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)汽車工作。而電動(dòng)機(jī)就是把電能（二次能源）轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種器械設(shè)備。電動(dòng)機(jī)按照使用電源得不同可以分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類，電力系統(tǒng)使用的大部分電動(dòng)機(jī)是交流電機(jī)，但也可以是同步或異 步電機(jī)。

2.2 直流電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)中，對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求非常高，一要求做到體積小，重量輕。二是大轉(zhuǎn)矩，低轉(zhuǎn)速特性和寬范圍內(nèi)的恒定功率特性。三是在運(yùn)行范圍以內(nèi)要做到高效率。四是低價(jià)格。五是高電壓。六是高轉(zhuǎn)速。

直流電機(jī)是將機(jī)械能和直流電能相互轉(zhuǎn)化的一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，它可以用作發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)。其中，直流電機(jī)的用途主要以下幾點(diǎn)：一是做電源用直流發(fā)電機(jī)，二是做動(dòng)力用直流電動(dòng)機(jī)，三是進(jìn)行信號(hào)的傳遞。

3 電動(dòng)汽車電機(jī)動(dòng)力性計(jì)算參數(shù)

下面針對(duì)某一已知具體參數(shù)的汽車電機(jī)進(jìn)行計(jì)算，通過觀測(cè)參數(shù)從而對(duì)篩選電機(jī)及其參數(shù)選擇提供有力支撐。當(dāng)然，要結(jié)合燃油電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，綜合考慮，優(yōu)中擇優(yōu)。

例如，初步參數(shù)如下表1：

則可經(jīng)過計(jì)算求的最高行駛速度為70km/h

二.最大爬坡度計(jì)算

滿載時(shí)，最大爬坡度可由下式計(jì)算得到：

即最大爬坡度為

三.電機(jī)功率的選型

新能源電動(dòng)汽車的電機(jī)選擇是一項(xiàng)重要而又艱巨的任務(wù)，其中要綜合實(shí)際情況以及其運(yùn)行中損耗等多方面因素。以上僅是對(duì)電機(jī)選擇的參數(shù)進(jìn)行單一的舉例。若要對(duì)某一具體電機(jī)而言，還要具體分析。純電動(dòng)汽車的輸出全部功率都是由電機(jī)的提供，這也是與燃油汽車電機(jī)的區(qū)別之一，所以電機(jī)的功率選擇必須要滿足汽車的最大爬坡度以及最高車速率。

4 電動(dòng)汽車電機(jī)分類與對(duì)比

①直流電機(jī)

電動(dòng)汽車發(fā)展的萌芽階段，大多數(shù)的電動(dòng)汽車都是直接采用的直流電動(dòng)機(jī)。但是由于直流電動(dòng)機(jī)自身的短板十分明顯，其自身的復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)（比如機(jī)械換向器和電刷），限制了它進(jìn)一步提高電機(jī)轉(zhuǎn)速和瞬時(shí)過載能力;而且如果長(zhǎng)時(shí)間工作，電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生損耗，提高了維護(hù)的成本。

②交流異步電機(jī)

主要是由定子轉(zhuǎn)子和他們之間的氣息構(gòu)成的交流異步電動(dòng)機(jī)，將電能（二次能源）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電力拖動(dòng)裝置。同時(shí)異步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，電機(jī)本身的成本也非常高，運(yùn)行過程中還需要使用變頻器，用來提供額外的無功功率進(jìn)而來建立磁場(chǎng)，故與開關(guān)磁阻電機(jī)和永磁電機(jī)相比，異步電機(jī)的功率密度偏低，效率偏低，不是能效最優(yōu)化的選擇。

③永磁式電動(dòng)機(jī)

永磁體的應(yīng)用范圍多種多樣，在電機(jī)中不光磁源，還是磁路的組成部分。整體采用開關(guān)式整流穩(wěn)壓方式，采取小電流脈沖充電，避免了因?yàn)檫^電流充電而對(duì)蓄電池造成損壞，進(jìn)而延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。在能量的角度上，永磁式電動(dòng)機(jī)節(jié)能性好且運(yùn)行效率高。

④開關(guān)磁阻電機(jī)

利用恒功率區(qū)域較寬的特點(diǎn)，可將開關(guān)磁阻電機(jī)當(dāng)做驅(qū)動(dòng)電機(jī)來使用。并且它具有其他交流電機(jī)所不具有的特點(diǎn)，開關(guān)磁阻電機(jī)的容錯(cuò)能力較強(qiáng)。由于每相繞組均串聯(lián)在逆變器上，因此開關(guān)磁阻的驅(qū)動(dòng)逆變器不會(huì)出現(xiàn)直通短路故障。

開關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，具有可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且堅(jiān)固、成本低、質(zhì)量輕、溫升低、效率高、便于維修等優(yōu)點(diǎn)。并且它還具有優(yōu)良的可控性好的直流調(diào)速系統(tǒng)，在各種惡劣環(huán)境下都適用，非常適合作為新型電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。

5 結(jié)論

針對(duì)于新型電動(dòng)汽車而言，為人們的生產(chǎn)生活提供了快速的效率，加快了交通運(yùn)輸?shù)乃俣?。與此同時(shí)，在選擇電機(jī)方面仍要格外慎重。當(dāng)今，新型電動(dòng)汽車已逐步取代了過去的燃油汽車。電機(jī)的種類有很多，再選擇時(shí)要綜合各方面考慮，保持新能源汽車與燃油汽車的良好銜接。尤其是在不同的應(yīng)用方面要根據(jù)實(shí)際情況合理的選用電機(jī)。在選擇的初期，需要考慮多方面的因素，經(jīng)過層層篩選，最終才能不斷的更新科技，匹配最為合適的新能源電機(jī)。

參考文獻(xiàn)

[1]?翁富強(qiáng) 電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)分析[J] 電腦迷，2018

[2]?王寶軍，王家軍 永磁同步電動(dòng)機(jī)的速度指定位置跟蹤控制，2018

[3]?蘭棟 永磁同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀[J] 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018

[4]?孫豐濤 崔納新?《異步電動(dòng)機(jī)的效率優(yōu)化快速響應(yīng)控制研究》中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2005