摘要：在我國14年被稱為新能源汽車的元年，這兩年新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，每年的新能源汽車市場銷售總量都是成倍增長；伴隨著市場的對(duì)新能源汽車的認(rèn)識(shí)和接受，關(guān)于新能源汽車的技術(shù)也是創(chuàng)新不斷。

從事新能源汽車行業(yè)的人都知道新能源汽車的核心技術(shù)是3大電，即電池及其能源管理，電機(jī)電控，整車控制，本文就談?wù)劯咝щ姍C(jī)在新能源汽車上的應(yīng)用。

1. 新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)分類

目前在新能源商用車，乘用車，專用車上用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)有三相異步感應(yīng)電機(jī)，三相永磁同步電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)；異步電機(jī)在歐美新能源汽車上用的很多，比較典型的是TESLA 跑車用的鑄銅轉(zhuǎn)子異步電機(jī)。永磁同步電機(jī)具有控制算法成熟，效果好的優(yōu)點(diǎn)，日系和中國的新能源汽車永磁同步電機(jī)用的比較多。開關(guān)磁阻電機(jī)因?yàn)樽陨砉逃械脑胍艉驼饎?dòng)問題目前在新能源汽車上用的不多。各種電機(jī)的性能比較如下表。

2.異步電機(jī)目前在新能源汽車上還在應(yīng)用，但是鑄鋁轉(zhuǎn)子的異步電機(jī)逐漸被鑄銅轉(zhuǎn)子或永磁電機(jī)取代；鑄銅轉(zhuǎn)子是以銅為導(dǎo)電基質(zhì)的新型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，利用銅優(yōu)異的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能，來降低轉(zhuǎn)子損耗，提高電動(dòng)機(jī)效率。與傳統(tǒng)鋁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)相比，鑄銅轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)有以下優(yōu)勢：提高效率，降低溫升，較少體積，減輕重量，降低電機(jī)成本。通過合理的設(shè)計(jì)，優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)，鑄銅異步電機(jī)在新能源汽車上會(huì)有很大的應(yīng)用！

 特斯拉電動(dòng)跑車上用的鑄銅轉(zhuǎn)子的異步電機(jī)

國內(nèi)的新能源汽車廠家也在嘗試著將鑄銅轉(zhuǎn)子的高效異步電機(jī)用在新能源汽車上；比如物流專用車上用的18KW異步電機(jī)，為了提高電機(jī)效率，減少損耗，降低發(fā)熱，用新的鑄銅轉(zhuǎn)子電機(jī)在推廣使用。電機(jī)圖片如下：

18KW鑄鋁轉(zhuǎn)子異步電機(jī) 

18KW鑄銅轉(zhuǎn)子異步電機(jī)

3.目前在中國新能源汽車上無論是純電動(dòng)EV，還是混動(dòng)HEV汽車，主要應(yīng)用的永磁同步電機(jī)。而且是以內(nèi)嵌式永磁電機(jī)（IPM）為主，主要是利用IPM永磁同步電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩提高轉(zhuǎn)矩密度和功率密度。永磁磁阻同步電機(jī)的優(yōu)勢：功率密度大，電機(jī)體積小，電機(jī)材料省，效率高可增加電池的續(xù)航里程，還有是這種電機(jī)在控制上可以弱磁控制，調(diào)速范圍寬，對(duì)電機(jī)的逆變器功率要求低。再加上我國擁有豐富的稀土資源和較低的成本優(yōu)勢，很適合新能源電動(dòng)汽車上應(yīng)用。

　一般純電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)由電機(jī)和電機(jī)控制器組成，如下圖

新能源汽車電機(jī) 

電機(jī)控制器

永磁同步電機(jī)常用的磁路設(shè)計(jì)如下圖，外面灰色的是定子矽鋼片；紅色和藍(lán)色的是稀土磁鋼，插入轉(zhuǎn)子矽鋼片的槽里面。定子電樞結(jié)構(gòu)根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)，分為集中式繞組和分布式繞組。在一些新能源汽車上對(duì)空間和軸向安裝空間要求高的場合采用集中式繞組的電機(jī)，但是電機(jī)的散熱要求會(huì)高一些。對(duì)電機(jī)控制性能高一點(diǎn)的電機(jī)可采用分布式繞組的定子，但是電機(jī)的軸向尺寸會(huì)長一些。

集中式繞組永磁同步電機(jī)  

分布式繞組永磁同步電機(jī) 

新能源汽車對(duì)電機(jī)的要求，除了高轉(zhuǎn)矩密度，寬的調(diào)速范圍外，高效是很關(guān)鍵的一項(xiàng)指標(biāo)。一般根據(jù)汽車的常用工況，要求電機(jī)在這個(gè)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩下能高效運(yùn)行，將電機(jī)的工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在這個(gè)區(qū)間。下圖是電機(jī)的效率云圖。

永磁電機(jī)的效率云圖

由于新能源汽車對(duì)電機(jī)要求，在基速以上能有好的弱磁控制能力，以提高汽車的高速巡航能力。在電機(jī)設(shè)計(jì)上要求凸極率要高，增加弱磁能力和提高磁阻轉(zhuǎn)矩分量。下圖是一款應(yīng)用在乘用車上電機(jī)，在不同的電流控制角下的TN曲線，可以看出在基速以上，隨著速度的增加，相應(yīng)的增加電流控制角，可以使輸出轉(zhuǎn)矩提高。

不同電流控制角下的電機(jī)TN曲線

 總結(jié)：目前新能源汽車作為國家的主推的新產(chǎn)業(yè)，發(fā)展是如火如荼；進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的公司很多想掌握核心技術(shù)。作為新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)核心部件的高效電機(jī)也將隨著行業(yè)的發(fā)展，在材料，結(jié)構(gòu)，工藝上做很大的研究和突破。以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)新能源汽車的經(jīng)濟(jì)性，耐久性的要求！

準(zhǔn)備好了么？

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