純電動汽車驅動電機選擇

1. 純電動汽車內部電動機應該怎樣選擇

純電動汽車內部電動機應該怎樣選擇？
電動機類型選擇
選擇純電動汽車驅動電動機類型的關鍵是電動機的機械特性。三相非同步感應電動機、永磁無刷直流電動機、永磁磁阻電動機和開關磁阻電動機的機械特性都可以用T一九和P一九曲線來表示，並可作為選擇電動機的參考或依據。在設計與選擇電動汽車的驅動電動機時，可以向電動機生產廠家提出所需要的各種性台邑參數，作為電動機設計的依據。實際上，大多數情況下是電動汽車製造商根據電動機生產廠家提供的技術性能參數選擇現成的電動機。可供電動汽車選用電動機的種類繁多，功率覆蓋面很廣。電動汽車對於驅動電動機的調速范圍、可靠性、能夠在惡劣環境條件下工作的1；能力等方面有比較高的要求。

目前電動汽車很大一部分是採用感應電動機作為驅動電動機。感應電動機效率高(90%以上)，功率較大（接近lkW7kg），功率因數變化大，轉子為鼠籠型結構，適合於高速運轉。另外，感應電動機的可靠性高，便於維修，價格便宜。隨著功率電子器件和功率變換器的快速發展，感應電動機的控制器採用了矢量控制方法控制的變頻器或逆變器，使感應電動機具有更好的可控性和寬廣的調速范圍。目前已經能夠在市場買到不同生產廠家生產的不同規格的效率高、技術性能可靠的感虛電動機及變頻器或逆變器，可以直接為電動汽車所採用。新型感應電動機的直接轉矩控制系統，具有控制簡單、動態響應快、調速范圍寬等特點。感應電動機的價格比較便宜，但控制系統很復雜，價格也較高。永磁電動機的應用越來越廣泛。永磁電動機具有效率高（達到9 7%）、質量功率較大（超過lkW/kg）的特點。

永磁電動機的轉子沒有勵磁繞組，可以高速運轉，可靠性好，體積小、質量輕，便於維修。採用矢量控制的變頻調速系統，使永磁電動機具有寬廣的調速范圍。永磁電動機的控制系統要比感應電動機的控制系統簡單和便宜。永磁電動機的永磁材料強度較差，大功率的永磁電動機所需要的永磁材料需要特別加固，因此，永磁電動機的功率一般較小。有些永磁材料在高溫作用下，會發生磁性衰退現象，電動機需要採取水冷卻方式來控制溫度在1 5 0℃以下。目前永磁材料的價格較高，因此永磁電動機及其控制系統的成本較高。

開關磁阻電動機是一種新型電動機，在電動機的轉子上，沒有滑環、繞組等轉子導體和永久磁鐵等裝置。它的結構比其他任何一種電動機都要簡單，效率可以達到85%～93%，轉速可以達到15000r7mino其轉矩一轉速特性好，在較寬的轉速范圍內，轉矩、速度可靈潘地控制，並有高的啟動轉矩和低的啟動功率的機械特性；轉子上沒有勵磁繞組和永磁體，結構簡單堅固、可靠性好，質量輕，便於維修，成本較低。開關磁阻電動機的控制系統包括微處理器、位置檢測器和電流檢測器等電子器件，控制系統較復雜，調節性能和控制精度要求高。工作時轉矩脈動大，雜訊也較大，體積比同樣功率的感應電動機要大一些。目前，正在開發水冷卻開關磁阻電動機及其控制器和永磁開關磁阻電動機，其性能將進一步提高。隨著現代製造技術、現代電子技術、控制理論、計算機和電子元器件的發展，電動機的控制系統正不斷向自動化、集成化和小型化的方向發展。這將促進各種電動機及其控制系統不斷地改進和完善，為電動汽車驅動系統提供更加寬廣的選擇范圍。

其他類型的特種電動機也可以作為電動汽車的驅動電動機，包括同步磁阻電動機、永磁階躍電動機、橫向磁通量電動機等特種電動機。但這些特種電動機需要特殊的驅動系統，且難與現有的各種電動機的驅動系統和傳動系統協調工作，其生產技術和製造工藝也較復雜。但隨著技術的進步和發展，電動汽車所需要的性能更好、效率更高、體積更小、質量更輕的新型電動機和驅動系統必然會研製和開發出來。

盡管電動機的最大轉矩是額定轉矩的幾倍，但在輸出轉矩增加的同時，轉子電流也大大地增加，需要動力電池組在很短時間內大電流地放電。特別是在「堵轉』』啟動時，若時間過長會使電動機燒毀。為了保護電動機和動力電池組，並且符合電動汽車行駛速度和驅動力的要求，在驅動系統中，一般要裝置減速器或變速器。
額定電壓選擇
在相同的輸出功率條件下，動力電池組的電壓高時，電流較低；相反，動力電池組的電壓低時，電流較高。高電壓、小電流系統的導線、接頭、開關等電器元件可以細小一些，連接起來方便，但要求有更安全的防護措施，而且管理系統更復雜。低電壓、大電流系統的導線、接頭、開關等電器元件都比較大，連接要求也高，而且管埋系統相對較簡單。電動機電壓的選擇主要依據車輛總體參數的要求來設計，車輛的自重、電池等相關參數確定後，才能確定電動機的電壓、轉速等參數。即當車輛的自重確定後，電池的個數就確定了，電動機的電壓等級也隨之確定。但總體要求是，盡可能提高電壓等級，這樣就可以使電動機在滿足驅動要求的情況下，使電動機的功率小一點，電動機的電流也小一點，這樣，電池的容量選擇、安裝空間、安裝方式等就比較容易處理。
額定轉速選擇
根據電動汽車的速度、動力性能的要求，需要選擇不同轉速的驅動電動機。
1．低速電動機
低速電動機的轉速為3000～6000r/min，擴大恆功率區的低速電動機額定轉矩高、轉子電流大、電動機的尺寸和重量較大。且相應的轉換器、控制器的尺寸也較大，各種電器內在的損耗較大，但減速器的速比較小。一般低速電動機的轉動慣量大、啟動慢，停止也慢，用於電動汽車不太適宜。
2．中速電動機
中速電動機的轉速為6000～lOOOOr7min，它的各種參數介於低速電動機與高速電動機之間。通常電動汽車多採用中速電動機作為驅動電動機。
3．高速電動機
高速電動機的轉速為lOOOOr/min，擴大的恆功率區寬，尺寸和質量較小，相應的轉換器、控制器的尺寸也較小，各種電器內在的損耗較小。而其減速器的速比要大大增加，通常需要採用行星齒輪傳動機構。高速電動機的使用，主要受電磁材料的性能、高速軸承的承載能力的限制。一般高速電動機的轉動慣量小，啟動快，停止也快，電動汽車上常採用高速電動機作為驅動電動機。

2. 新能源汽車對驅動電機有哪些要求

（1）新能源汽車電機要求結構緊湊、尺寸小、功率密度高、轉矩密度高。（2）新能源汽車電機的可靠性要求高。（3）新能源汽車電機要求效率高、高效區廣、重量輕。（4）新能源汽車電機要求低噪音、低振動，滿足消費者對車輛舒適性的追求。

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一、新能源汽車驅動電機綜述

1.驅動電機的定義驅動電機（drive motor）是將電能轉換成機械能為車輛行駛提供驅動力的電氣裝置，該裝置也可具備機械能轉化成電能的功能。驅動電機系統主要由驅動電機、驅動電機控制器及它們工作必須的輔助裝置組合而成，其中電機主要由定子、轉子、機殼、連接器、旋轉變壓器等零部件裝配而成。

2.主要參數新能源汽車電機核心指標包括：效率、功率密度、轉矩密度，其中效率包括最高效率以及高效區。

（1）持續轉矩：車用驅動電機系統在額定電壓、額定轉速條件下，規定的SI工作制下的最大、長期工作的轉矩。

（2）最高工作轉速：相應於電動汽車最高行駛車速的電機轉速，車用驅動電機系統在額定電壓條件下，在該轉速時應能以額定功率運行。

（3）峰值功率車用驅動電機系統在額定電壓、額定轉速條件下，在一定的持續時間內能輸出的最大功率。對於純電動商務車用驅動電機系統，持續時間規定為60s；對於純電動乘用車和混合動力車用驅動電機系統，持續時間規定為30s。

3.新能源汽車對驅動電機的基本要求

（1）新能源汽車電機要求結構緊湊、尺寸小、功率密度高、轉矩密度高。

整車布置空間有限，尤其是乘用車，因此對電機系統（電機和控制器）要求結構緊湊，尺寸小。如果要達到上述目的，必須提高電機系統的功率密度和轉矩密度。

（2）新能源汽車電機的可靠性要求高。

整車運行環境惡劣，比如整車的振動、電池電壓劇烈的波動，這些都是新能源汽車電機面臨的惡劣環境。而作為整車，必須考慮到人身安全。因此，以上兩個特點使得對新能源汽車可靠性提出更高要求。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 問界M5 小鵬汽車P7 AION V 傳祺GS8 小鵬P5 理想ONE @2019

3. 城市使用,純電單電機和雙電機哪個好

單電機和雙電機的區別，相當於燃油車兩輪驅動與四輪驅動的區別，在操控性能以及動力性能上，雙電機都要比單電機更強。但相應的廳純慧，雙電機的能耗要比單電機高不少，所以很多雙電機新能源車在一般使用場景裡面都會採取單電機驅動。
單電機對比雙電機優勢更多是能夠降低車輛的成本，在當下這種兩極分化的新能源車環境下更加能夠看得出來，便宜的低端代步電動車無一例外都是單電機，二三十萬的中高端電動車上才有機會看到雙電機。新能源單電機和雙電機的區別如下：
1、效率不同：單電機系統在設計時，由於考慮到汽車需要應對爬坡以及一些復雜的路況，所選擇的電機功率扮答往往偏大。而在實際的應用過程當中，很多情況下電機都處於低速運轉點，所以電機的效率比較低，大部分能量被浪費。而雙電機就不用擔心這樣的問題，在低速和高速時使用功率不同的電機，能夠大幅提高能量利用效率，比起單電機來說更加節能環保，而且汽車的續航能力也會提升不少。
2、操作不同：雖然雙電機在能量轉換效率方面比單電機具有更大的優勢，但是由於雙電機驅動操作過程復雜，還需要協調兩個電機之間的平衡與控制，所以對於技術的要求也比較高，造車成本也會大幅提高。所以目前主流的純電動車型大多數使用的都是單電機。
3、驅動方式不同：單驅電動汽車只有一個驅動電機，而雙驅電動汽車則有兩個驅動電機。這和傳統車型當中的兩驅車型和四驅車型有點相似。
4、工作模式不同：在正常路面、正常負載、勻速行駛等相同情況下，由於都沒有超過額定功率，單驅電動汽車在加速、省電等方面占據優勢。而雙驅電動汽車則由於雙電機合力驅動，爬坡會更加輕松，且更加省電。

但雙電機也有很強的優勢所在，並且主要體現在以下兩個方面：
1、雙電機安全性更好
雙電機意味著四驅，可以提供更強的附著力，開起來的安全性自然更好。而且有與這種四驅是由電機直接驅動實現的，省去了傳統燃油車的動力傳遞系統，所以響應的速度會更快。
譬如說在高速行駛時失控，燃油車的電子穩定系統要讓剎車、發動機輸出、四驅差速鎖等多個部件協調運作才能讓車輛恢復穩定，這個過程可能要0.4秒；而新能源車可能只要控制一下電機的輸出和剎車就搞定了，並且電機的動力調節速度非常快，整個過程可能只要0.05秒，在120公里的時速下，褲李這個時間差的位移差就超過10米。
2、可以支持更高級別的輔助駕駛系統
毫無疑問，輔助駕駛系統的基礎是電子系統能精準地操控車輛，而單電機的車型為了能夠讓車輛可以適應不同場景，通常都會配備一台大功率電機，這種電機在低速時的精準度沒有雙電機來得好。
可能在當下輔助駕駛系統的水平還不是很高，所以這種不足還不太明顯，但日後輔助駕駛系統升級到L5、L6級別的時候，單電機這方面的劣勢就會被放大。

4. 純電動汽車和混合動力汽車在驅動電機的選用上有何差異

純電動汽車的驅動電機在選用時需要考慮整車在全工況下的驅動力，同時還要考慮整車的設計指標要求。發微型純電動車，功率要求不高的情況下，驅動電機選擇的指標就會比普通乘用車要低。而混合動力汽車則需要根據混動比和充電模式綜合要素來決定其驅動電機的選擇。通常的原則是，混動比越高，對驅動電機的指標要求就越高，反之則越低。

5. 新能源汽車電驅系統是怎麼

現代電動汽車電驅動系統主要由四大部分組成：驅動電機、變速器、功率變換器和控制器。驅動電機是電氣驅動系統的核心，其性能和效率直接影響電動汽車的性能。驅動電機和變速器的尺寸、重量也會影響到汽車的整體效率。功率變換器和控制器則對電動汽車的安全可靠運行有很大關系。純電動汽車驅動電機，電力驅動系統類型按電力驅動系統的組成和布置形式不同，純電動汽車分為機械傳動型、無變速器型、無差速器型和電動輪型四種類型。
機械傳動型純電動汽車
由發動機前置後輪驅動的燃油汽車發展而來，保留了內燃機汽車的傳動系統，只是把內燃機換成了電動機。這種結構可以提高純電動汽車的起動轉矩及低速時的後備功率，對驅動電動機要求低，可選擇功率較小的電動機。 無變速器型純電動汽車驅動系統的最大特點是取消了離合器和變速器，採用固定速比減速器，通過電動機的控制實現變速功能。這種結構的優點是機構傳動裝置的質量較輕、體積較小，但對電動機的要求較高，不僅要求有較高的起動轉矩，而且要求有較大的後備功率，以保證純電動汽車的起步、爬坡、加速等動力性能。 無差速器型純電動汽車結構採用兩個電動機，通過固定速比減速器分別驅動兩個車輪，每個電動機的轉速可以獨立調節。當汽車轉向時，由電子控制系統實現電子差速，因此，電動機控制系統比較復雜。電動輪型純電動汽車將電動機直接裝在驅動輪內（也稱為輪轂電動機），可進一步縮短電動機到驅動車輪之間的動力傳遞路徑，但需要增設減速比較大的行星齒輪減速器，以便將電動機轉速降低到理想的車輪轉速。這種結構對控制系統控制精度和可靠性的要求較高。電力驅動系統特性 能量轉換效率高無污染、零排放、對環境友好靈活方便控制工作狀態系統工作狀態不會受到外界環境的影響總體重量不變無雜訊，對環境沒有影響安全性好何為電動汽車三合一電驅系統技術？ 電動汽車三合一電驅系統技術是指將電控、電機和減速器集成為一體的技術，隨著電動汽車技術的不斷演進，集成化設計將無可爭辯地成為未來發展的趨勢。目前市面上比較前列的電動驅動系統 GKN吉凱恩（納鐵福）在不需要純電動或混合動力驅動時，可以通過一個集成的切斷裝置將電動機從傳動系統中斷開，該裝置採用了機電驅動離合器。GKN還對齒輪和軸承布置進行了優化，實現更高的效率、更好地NVH性能和耐久性。 博世Bosch博世Bosch新動力系統e-axle電動軸，使電動軸驅動可提供更佳的續航力。博世BOSCH電驅動橋特點：高度集成化、簡化冷卻管路和功率驅動線纜、平台化設計靈活適配不同車型。 ZF三合一電驅系統采埃孚（ZF）研發的適用於小型和中型轎車的電動車驅動產品，能很好的適應未來的城市交通狀況。利用多面壓合連接技術來實現鋁制推力桿與鋼制橫結構的鏈接，具備電能轉化效率高和性能優異的特點。

6. 新能源汽車有幾種電機驅動

新能源汽車有4種電機驅動，電動汽車經常採用的驅動電機有直流電機、非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機四類。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構，其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標，它是電動汽車的重要部件。電動汽車的整個驅動系統包括電動機驅動系統與其機械傳動機構兩個部分。

什麼是電機？

所謂電機，就是將電能與機械能相互轉換的一種電力元器件。

當電能被轉換成機械能時，電機表現出電動機的工作特性；當機械能被轉換成電能時，電機表現出發電機的工作特性。大部分電動汽車在剎車制動的狀態下，機械能將被轉化成電能，通過發電機來給電池回饋充電。

電動機的發展狀態及分類電動汽車經常採用的驅動電機有直流電機、非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機四類。最早應用於電動汽車的是直流電機，這種電機的特點是控制性能好、成本低。隨著電子技術、機械製造技術和自動控制技術的發展，非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機表現出比直流電機更加優越的性能，這些類型的電機正在逐步取代直流電機。

下表是電動汽車常用的四種驅動電機性能比較：

★直流電動機優點：成本低、易控制、調速性能良好缺點：結構復雜、轉速低、體積大、維護頻繁特性：在電動汽車發展早期，直流電機被作為驅動電機廣泛應用，但是由於其結構復雜，導致它的瞬時過載能力和電機轉速的提高受到限制，長時間工作會產生損耗，增加維護成本。此外，電動機運轉時電刷冒出的火花使轉子發熱，會造成高頻電磁干擾，影響整車其他電器性能。因此，目前電動汽車行業已經基本將直流電動機淘汰。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 蔚來EC6 小鵬汽車P7 MARVEL R 嵐圖FREE 奧迪A4L Model Y @2019

7. 新能源汽車選用電機有何要求

1、電動汽車對於驅動電機的要求

目前電動汽車主要有三個性能指標：

(1)最大行駛里程(km)：電動汽車在電池充滿電後的最大行駛里程；

(2)加速能力(s)：電動汽車從靜止加速到一定的時速所需要的最小時間；

(3)最高時速(km/h)：電動汽車所能達到的最高時速。
在美國某機場運營的純電動客車

大家都知道，電機分很多種。單工業電機就有很多。但是作為電動汽車的驅動電機，其誕生之初就有著獨特的性能要求：

(1)適用汽車各種工況：頻繁的啟動/停車、加速/減速，這就要求電動汽車的驅動電機滿足轉矩控制的動態性能要高。

(2)為了減少整車的重量，通常取消多級變速器，這就要求在低速或爬坡時，電機可以提供較高的轉矩，通常來說要能夠承受4-5倍的過載；

(3)驅動電機調速性能要好：要求調速范圍盡量大，同時在整個調速范圍內還需要保持較高的運行效率；

(4)電機設計時盡量設計為高額定轉速，同時盡量採用鋁合金外殼，高速電機體積小，有利於減少電動汽車的重量；

(5)電動汽車應具有最優化的能量利用，具有制動能量回收功能，再生制動回收的能量一般要達到總能量的10%-20%；

(6)可靠性好：鑒於電動汽車所使用的電機工作環境更加復雜、惡劣，因此，可靠性必須要高。同時還要保證電機生產的成本不能過高。

2、幾種常用的驅動電機

2.1直流電動機
直流電動機

在電動汽車發展的早期，大部分的電動汽車都採用直流電動機作為驅動電機，這類電機技術較為成熟，有著控制方式容易，調速優良的特點，曾經在調速電動機領域內有著最為廣泛的應用。

但是由於直流電動機有著復雜的機械結構，例如：電刷和機械換向器等，導致它的瞬時過載能力和電機轉速的進一步提高受到限制，而且在長時間工作的情況下，電機的機械結構會產生損耗，提高了維護成本。

此外，電動機運轉時電刷冒出的火花使轉子發熱，浪費能量，散熱困難，也會造成高頻電磁干擾，影響整車性能。由於直流電動機有著以上缺點，目前的電動汽車已經基本將直流電機淘汰。

2.2交流非同步電動機

交流非同步電動機

交流非同步電機是目前工業中應用十分廣泛的一類電機，其特點是定、轉子由硅鋼片疊壓而成，兩端用鋁蓋封裝，定、轉子之間沒有相互接觸的機械部件，結構簡單，運行可靠耐用，維修方便。交流非同步電機與同功率的直流電動機相比效率更高，質量約輕了二分之一左右。

如果採用矢量控制的控制方式，可以獲得與直流電機相媲美的可控性和更寬的調速范圍。由於有著效率高、比功率較大、適合於高速運轉等優勢，交流非同步機是目前大功率電動汽車上應用最廣的電機。

8. 純電動汽車和混合動力汽車在驅動電機的選用上有何差異

純電動汽車的驅動電機在選用時要考慮整車在全工況的驅動力，同時還要考慮整車的設計指標要求，如微型純電動車，功率要求不高的情況下，驅動電機選擇的指標就會較普通乘用車要低，

9. 純電動汽車和混合動力汽車在驅動電機上有何差異

純電動汽車的驅毀數芹動電機在選用時需要考慮整車在全工況下的驅畢念動力，同時纖畢還要考慮整車的設計指標要求。如微型純電動車，功率要求不高的情況下，驅動電機選擇的指標就會較普通乘用車要低。

10. 新能源汽車的驅動電機有哪幾種形式

【太平洋汽車網】新能源汽車電機類型主要分為直流電機、交流非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機。目前交流非同步感應電機和開關磁阻電機主要應用於新能源商用車，開關磁阻電機的實際裝配應用較少；永磁同步電機主要應用於新能源乘用車。

驅動電機系統是新能源汽車核心系統之一，其性能決定了爬坡能力、加速能力以及最高車速等汽車行駛的主要性能指標。驅動電機系統主要是由電機及其控制器組成，其中電機主要由定子、轉子、機殼、連接器、旋轉變壓器等零部件裝配而成。電動機一般要求具有電動、發電兩項功能，按類型可選用直流、交流、永磁無刷或開關磁阻等幾種電動機，功率轉換器按所選電機類型，有DC/DC功率變換器、DC/AC功率變換器等形式，其作用是按所選電動機驅動電流要求，將蓄電池的直流電轉換為相應電壓等級的直流、交流或脈沖電源。電機是應用電磁感應原理運行的旋轉電磁機械，用於實現電能向機械能的轉換。運行時從電系統吸收電功率，向機械繫統輸出機械功率。

根據中國汽車工業協會數據顯示，2018年1-11月，中國新能源汽車產銷分別完成105.4萬輛和103萬輛，比2017年同期分別增長63.6%和68%。其中純電動汽車產銷分別完成80.7萬輛和79.1萬輛，比2017年同期分別增長50.3%和55.7%；插電式混合動力汽車產銷分別完成24.7萬輛和23.9萬輛，比2017年同期分別增長130.3%和127.6%。

（圖/文/攝：太平洋汽車網問答叫獸）