電動機(Motor)是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈(也就是定子繞組)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子(如鼠籠式閉合鋁框)形成磁電動力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機,電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電機,可以是同步電機或者是異步電機(電機定子磁場轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速)。電動機主要由定子與轉(zhuǎn)子組成,通電導(dǎo)線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關(guān)。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉(zhuǎn)動。
作為新能源汽車重要的驅(qū)動電機,就需要滿足轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能要高;在低速或爬坡時,電機可以提供較高的轉(zhuǎn)矩,一般需要承受4-5倍的過載;還要求調(diào)速范圍盡量大,同時在整個調(diào)速范圍內(nèi)還需要保持較高的運行效率等優(yōu)勢,可謂是生產(chǎn)驅(qū)動電機的難度大,生產(chǎn)出具有這些優(yōu)勢的電機難度更大。電機是新能源汽車的三大核心部件之一,也是電動汽車驅(qū)動的關(guān)鍵執(zhí)行結(jié)構(gòu),其驅(qū)動特性決定了汽車驅(qū)動的關(guān)鍵性能指標(biāo)。電機驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵由電機、功率變換器、調(diào)節(jié)器、檢測傳感器和電源組成。與大多數(shù)工業(yè)電機不同,汽車使用的驅(qū)動電機應(yīng)具有調(diào)速范圍寬、起動轉(zhuǎn)矩大、后備功率大、效率高的特點。此外,它們還需要高可靠性、耐高溫和防潮、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護(hù)簡單和適合大規(guī)模生產(chǎn)。未來,我國電動汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)將朝著永磁化、數(shù)字化、集成化方向發(fā)展。目前,電動汽車使用的電機一般包括DC電機、交流感應(yīng)電機、永磁電機和開關(guān)磁阻電機。
電動汽車DC電機
優(yōu)點:起動加速度大,電磁轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)特性好,調(diào)速方便,調(diào)節(jié)裝置簡單,成本低。
缺點:有機械換向器。高速重載運行時,換向器表面有火花,不適合電機轉(zhuǎn)速過高。與其他驅(qū)動系統(tǒng)相比,它處于劣勢,并已逐漸被淘汰。
電動汽車交流感應(yīng)電機
交流電機的定子是用來產(chǎn)生磁場的,它由定子鐵芯、定子繞組、鐵芯外的外殼和支撐轉(zhuǎn)子軸的軸承組成。交流電機具有價格低廉、易于維護(hù)、體積小等優(yōu)點,但交流電機的調(diào)節(jié)相當(dāng)復(fù)雜。它已經(jīng)成為交流驅(qū)動電動汽車的首選。
永磁電機
永磁體代替了DC電機中的磁場線圈和感應(yīng)電機中定子的勵磁機,用于產(chǎn)生氣隙磁通。永磁電機具有效率高、轉(zhuǎn)矩慣性比大、能量密度高等優(yōu)點,特別是低速大轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點,能夠滿足汽車在復(fù)雜多變的道路上行駛的需要。是一款高性能低碳環(huán)保電機,有望與交流感應(yīng)電機競爭稀土永磁材料市場。尤其是在中小功率范圍內(nèi),得到了廣泛的應(yīng)用。
電機簡介:電動汽車開關(guān)磁阻電機
開關(guān)磁阻電機的定子和轉(zhuǎn)子基本上是由普通硅鋼片制成的雙凸極結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點:簡單可靠,調(diào)速范圍寬,效率高,調(diào)節(jié)靈活,成本低。
缺點:轉(zhuǎn)矩波動大、噪聲大、位置檢測器、非線性等特點。應(yīng)用是有限的。