- 新能源汽车四种常用电机驱动系统详解

5、直流电动机在新能源汽车中的应用

直流电机可分为永磁式直流电机和绕组励磁式电机两种。一般小功率采用前者，大功率采用后者，下面主要讨论后者。

(1)直流电动机简介

直流电机:将直流电能转化成机械能(直流电动机)或将机械能转化为直流电能(直流发电机)的旋转电机。
直流电机的结构应由定和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

有刷直流电动机被广泛用于要求转速可调、调速性能好，以及频繁起动、制动和反转的场合。

(2)直流电动机的特点

直流电动机有下面的优点：结构简单；具有优良的电磁转矩控制特性，可实现基速以下恒转矩、基速以上恒功率，可满足汽车对动力源低速高转矩、高速低转矩的要求；可频繁快速启动、制动和反转；调速平滑、无级、精确、方便，范围广；抗过载能力强，能够承受频繁的冲击负载；控制方法简单，只需要用电压控制，不需要检测磁极位置。

但是它也有下面缺点：设有电刷和换向器，高速和大负荷运行时换向器表面易产生电火花，同时换向器维护困难，很难向大容量、高速度发展，此外电火花会产生电磁干扰；不宜在多尘、潮湿、易燃易爆的环境中使用；价格高、体积和质量大。其中电火花产生的电磁干扰，对高度电子化的电动汽车来说将是致命的。随着电子力子技术和控制理论的发展，相对于其它驱动系统而言，直流电机在电动汽车中的应用已处于劣势，目前已逐渐被淘汰。

(3)直流电机的控制系统

直流电机控制系统主要由斩波器和中央控制器构成，根据直流电机输出转矩的需要，通过斩波器来控制电机的输入电压、电流，来控制和驱动直流电机的运行。

6、各种电机的比较

我们先比较各种电机的发展历史，从图4上我们可以看到，有刷直流电机、一般同步电机、感应电机与有刷磁铁电机商品化历史最长，其产品更新换代不断，而且迄今还在应用。而自上世纪80年代开始进入商品化的表面永磁同步电机与1990年代以来研制开发的开关磁阻电机、内置式永磁同步电机以及最新的同步磁阻电机相继进入市场，并在电动汽车与混合动力车上获得应用。

图4：各种电机的发展历史比较

就目前发展水平，各类驱动电机基本性能比较如下：

图5：各类驱动电机基本性能比较

图6：各类驱动电机基本性能比较

然后再比较各种电机在哪些新能源汽车上应用比较广。异步电机主要应用在纯电动汽车，永磁同步电机主要应用在混合动力汽车中，开关磁阻电机目前主要应用在客车中。而从中国不同种类新能源汽车驱动电机的应用来看，目前交流异步感应电机和开关磁阻电机主要应用于新能源商用车,特别是新能源客车，开关磁阻电机的实际装配应用较少；永磁同步电机主要应用于新能源乘用车。