纯电动汽车驱动电机选择

1. 纯电动汽车内部电动机应该怎样选择

纯电动汽车内部电动机应该怎样选择？
电动机类型选择
选择纯电动汽车驱动电动机类型的关键是电动机的机械特性。三相异步感应电动机、永磁无刷直流电动机、永磁磁阻电动机和开关磁阻电动机的机械特性都可以用T一九和P一九曲线来表示，并可作为选择电动机的参考或依据。在设计与选择电动汽车的驱动电动机时，可以向电动机生产厂家提出所需要的各种性台邑参数，作为电动机设计的依据。实际上，大多数情况下是电动汽车制造商根据电动机生产厂家提供的技术性能参数选择现成的电动机。可供电动汽车选用电动机的种类繁多，功率覆盖面很广。电动汽车对于驱动电动机的调速范围、可靠性、能够在恶劣环境条件下工作的1；能力等方面有比较高的要求。

目前电动汽车很大一部分是采用感应电动机作为驱动电动机。感应电动机效率高(90%以上)，功率较大（接近lkW7kg），功率因数变化大，转子为鼠笼型结构，适合于高速运转。另外，感应电动机的可靠性高，便于维修，价格便宜。随着功率电子器件和功率变换器的快速发展，感应电动机的控制器采用了矢量控制方法控制的变频器或逆变器，使感应电动机具有更好的可控性和宽广的调速范围。目前已经能够在市场买到不同生产厂家生产的不同规格的效率高、技术性能可靠的感虚电动机及变频器或逆变器，可以直接为电动汽车所采用。新型感应电动机的直接转矩控制系统，具有控制简单、动态响应快、调速范围宽等特点。感应电动机的价格比较便宜，但控制系统很复杂，价格也较高。永磁电动机的应用越来越广泛。永磁电动机具有效率高（达到9 7%）、质量功率较大（超过lkW/kg）的特点。

永磁电动机的转子没有励磁绕组，可以高速运转，可靠性好，体积小、质量轻，便于维修。采用矢量控制的变频调速系统，使永磁电动机具有宽广的调速范围。永磁电动机的控制系统要比感应电动机的控制系统简单和便宜。永磁电动机的永磁材料强度较差，大功率的永磁电动机所需要的永磁材料需要特别加固，因此，永磁电动机的功率一般较小。有些永磁材料在高温作用下，会发生磁性衰退现象，电动机需要采取水冷却方式来控制温度在1 5 0℃以下。目前永磁材料的价格较高，因此永磁电动机及其控制系统的成本较高。

开关磁阻电动机是一种新型电动机，在电动机的转子上，没有滑环、绕组等转子导体和永久磁铁等装置。它的结构比其他任何一种电动机都要简单，效率可以达到85%～93%，转速可以达到15000r7mino其转矩一转速特性好，在较宽的转速范围内，转矩、速度可灵潘地控制，并有高的启动转矩和低的启动功率的机械特性；转子上没有励磁绕组和永磁体，结构简单坚固、可靠性好，质量轻，便于维修，成本较低。开关磁阻电动机的控制系统包括微处理器、位置检测器和电流检测器等电子器件，控制系统较复杂，调节性能和控制精度要求高。工作时转矩脉动大，噪声也较大，体积比同样功率的感应电动机要大一些。目前，正在开发水冷却开关磁阻电动机及其控制器和永磁开关磁阻电动机，其性能将进一步提高。随着现代制造技术、现代电子技术、控制理论、计算机和电子元器件的发展，电动机的控制系统正不断向自动化、集成化和小型化的方向发展。这将促进各种电动机及其控制系统不断地改进和完善，为电动汽车驱动系统提供更加宽广的选择范围。

其他类型的特种电动机也可以作为电动汽车的驱动电动机，包括同步磁阻电动机、永磁阶跃电动机、横向磁通量电动机等特种电动机。但这些特种电动机需要特殊的驱动系统，且难与现有的各种电动机的驱动系统和传动系统协调工作，其生产技术和制造工艺也较复杂。但随着技术的进步和发展，电动汽车所需要的性能更好、效率更高、体积更小、质量更轻的新型电动机和驱动系统必然会研制和开发出来。

尽管电动机的最大转矩是额定转矩的几倍，但在输出转矩增加的同时，转子电流也大大地增加，需要动力电池组在很短时间内大电流地放电。特别是在“堵转’’启动时，若时间过长会使电动机烧毁。为了保护电动机和动力电池组，并且符合电动汽车行驶速度和驱动力的要求，在驱动系统中，一般要装置减速器或变速器。
额定电压选择
在相同的输出功率条件下，动力电池组的电压高时，电流较低；相反，动力电池组的电压低时，电流较高。高电压、小电流系统的导线、接头、开关等电器元件可以细小一些，连接起来方便，但要求有更安全的防护措施，而且管理系统更复杂。低电压、大电流系统的导线、接头、开关等电器元件都比较大，连接要求也高，而且管埋系统相对较简单。电动机电压的选择主要依据车辆总体参数的要求来设计，车辆的自重、电池等相关参数确定后，才能确定电动机的电压、转速等参数。即当车辆的自重确定后，电池的个数就确定了，电动机的电压等级也随之确定。但总体要求是，尽可能提高电压等级，这样就可以使电动机在满足驱动要求的情况下，使电动机的功率小一点，电动机的电流也小一点，这样，电池的容量选择、安装空间、安装方式等就比较容易处理。
额定转速选择
根据电动汽车的速度、动力性能的要求，需要选择不同转速的驱动电动机。
1．低速电动机
低速电动机的转速为3000～6000r/min，扩大恒功率区的低速电动机额定转矩高、转子电流大、电动机的尺寸和重量较大。且相应的转换器、控制器的尺寸也较大，各种电器内在的损耗较大，但减速器的速比较小。一般低速电动机的转动惯量大、启动慢，停止也慢，用于电动汽车不太适宜。
2．中速电动机
中速电动机的转速为6000～lOOOOr7min，它的各种参数介于低速电动机与高速电动机之间。通常电动汽车多采用中速电动机作为驱动电动机。
3．高速电动机
高速电动机的转速为lOOOOr/min，扩大的恒功率区宽，尺寸和质量较小，相应的转换器、控制器的尺寸也较小，各种电器内在的损耗较小。而其减速器的速比要大大增加，通常需要采用行星齿轮传动机构。高速电动机的使用，主要受电磁材料的性能、高速轴承的承载能力的限制。一般高速电动机的转动惯量小，启动快，停止也快，电动汽车上常采用高速电动机作为驱动电动机。

2. 新能源汽车对驱动电机有哪些要求

（1）新能源汽车电机要求结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高。（2）新能源汽车电机的可靠性要求高。（3）新能源汽车电机要求效率高、高效区广、重量轻。（4）新能源汽车电机要求低噪音、低振动，满足消费者对车辆舒适性的追求。

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一、新能源汽车驱动电机综述

1.驱动电机的定义驱动电机（drive motor）是将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置，该装置也可具备机械能转化成电能的功能。驱动电机系统主要由驱动电机、驱动电机控制器及它们工作必须的辅助装置组合而成，其中电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配而成。

2.主要参数新能源汽车电机核心指标包括：效率、功率密度、转矩密度，其中效率包括最高效率以及高效区。

（1）持续转矩：车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下，规定的SI工作制下的最大、长期工作的转矩。

（2）最高工作转速：相应于电动汽车最高行驶车速的电机转速，车用驱动电机系统在额定电压条件下，在该转速时应能以额定功率运行。

（3）峰值功率车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下，在一定的持续时间内能输出的最大功率。对于纯电动商务车用驱动电机系统，持续时间规定为60s；对于纯电动乘用车和混合动力车用驱动电机系统，持续时间规定为30s。

3.新能源汽车对驱动电机的基本要求

（1）新能源汽车电机要求结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高。

整车布置空间有限，尤其是乘用车，因此对电机系统（电机和控制器）要求结构紧凑，尺寸小。如果要达到上述目的，必须提高电机系统的功率密度和转矩密度。

（2）新能源汽车电机的可靠性要求高。

整车运行环境恶劣，比如整车的振动、电池电压剧烈的波动，这些都是新能源汽车电机面临的恶劣环境。而作为整车，必须考虑到人身安全。因此，以上两个特点使得对新能源汽车可靠性提出更高要求。

（图/文/摄： 问答叫兽） 问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019

3. 城市使用,纯电单电机和双电机哪个好

单电机和双电机的区别，相当于燃油车两轮驱动与四轮驱动的区别，在操控性能以及动力性能上，双电机都要比单电机更强。但相应的厅纯慧，双电机的能耗要比单电机高不少，所以很多双电机新能源车在一般使用场景里面都会采取单电机驱动。
单电机对比双电机优势更多是能够降低车辆的成本，在当下这种两极分化的新能源车环境下更加能够看得出来，便宜的低端代步电动车无一例外都是单电机，二三十万的中高端电动车上才有机会看到双电机。新能源单电机和双电机的区别如下：
1、效率不同：单电机系统在设计时，由于考虑到汽车需要应对爬坡以及一些复杂的路况，所选择的电机功率扮答往往偏大。而在实际的应用过程当中，很多情况下电机都处于低速运转点，所以电机的效率比较低，大部分能量被浪费。而双电机就不用担心这样的问题，在低速和高速时使用功率不同的电机，能够大幅提高能量利用效率，比起单电机来说更加节能环保，而且汽车的续航能力也会提升不少。
2、操作不同：虽然双电机在能量转换效率方面比单电机具有更大的优势，但是由于双电机驱动操作过程复杂，还需要协调两个电机之间的平衡与控制，所以对于技术的要求也比较高，造车成本也会大幅提高。所以目前主流的纯电动车型大多数使用的都是单电机。
3、驱动方式不同：单驱电动汽车只有一个驱动电机，而双驱电动汽车则有两个驱动电机。这和传统车型当中的两驱车型和四驱车型有点相似。
4、工作模式不同：在正常路面、正常负载、匀速行驶等相同情况下，由于都没有超过额定功率，单驱电动汽车在加速、省电等方面占据优势。而双驱电动汽车则由于双电机合力驱动，爬坡会更加轻松，且更加省电。

但双电机也有很强的优势所在，并且主要体现在以下两个方面：
1、双电机安全性更好
双电机意味着四驱，可以提供更强的附着力，开起来的安全性自然更好。而且有与这种四驱是由电机直接驱动实现的，省去了传统燃油车的动力传递系统，所以响应的速度会更快。
譬如说在高速行驶时失控，燃油车的电子稳定系统要让刹车、发动机输出、四驱差速锁等多个部件协调运作才能让车辆恢复稳定，这个过程可能要0.4秒；而新能源车可能只要控制一下电机的输出和刹车就搞定了，并且电机的动力调节速度非常快，整个过程可能只要0.05秒，在120公里的时速下，裤李这个时间差的位移差就超过10米。
2、可以支持更高级别的辅助驾驶系统
毫无疑问，辅助驾驶系统的基础是电子系统能精准地操控车辆，而单电机的车型为了能够让车辆可以适应不同场景，通常都会配备一台大功率电机，这种电机在低速时的精准度没有双电机来得好。
可能在当下辅助驾驶系统的水平还不是很高，所以这种不足还不太明显，但日后辅助驾驶系统升级到L5、L6级别的时候，单电机这方面的劣势就会被放大。

4. 纯电动汽车和混合动力汽车在驱动电机的选用上有何差异

纯电动汽车的驱动电机在选用时需要考虑整车在全工况下的驱动力，同时还要考虑整车的设计指标要求。发微型纯电动车，功率要求不高的情况下，驱动电机选择的指标就会比普通乘用车要低。而混合动力汽车则需要根据混动比和充电模式综合要素来决定其驱动电机的选择。通常的原则是，混动比越高，对驱动电机的指标要求就越高，反之则越低。

5. 新能源汽车电驱系统是怎么

现代电动汽车电驱动系统主要由四大部分组成：驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心，其性能和效率直接影响电动汽车的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到汽车的整体效率。功率变换器和控制器则对电动汽车的安全可靠运行有很大关系。纯电动汽车驱动电机，电力驱动系统类型按电力驱动系统的组成和布置形式不同，纯电动汽车分为机械传动型、无变速器型、无差速器型和电动轮型四种类型。
机械传动型纯电动汽车
由发动机前置后轮驱动的燃油汽车发展而来，保留了内燃机汽车的传动系统，只是把内燃机换成了电动机。这种结构可以提高纯电动汽车的起动转矩及低速时的后备功率，对驱动电动机要求低，可选择功率较小的电动机。 无变速器型纯电动汽车驱动系统的最大特点是取消了离合器和变速器，采用固定速比减速器，通过电动机的控制实现变速功能。这种结构的优点是机构传动装置的质量较轻、体积较小，但对电动机的要求较高，不仅要求有较高的起动转矩，而且要求有较大的后备功率，以保证纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。 无差速器型纯电动汽车结构采用两个电动机，通过固定速比减速器分别驱动两个车轮，每个电动机的转速可以独立调节。当汽车转向时，由电子控制系统实现电子差速，因此，电动机控制系统比较复杂。电动轮型纯电动汽车将电动机直接装在驱动轮内（也称为轮毂电动机），可进一步缩短电动机到驱动车轮之间的动力传递路径，但需要增设减速比较大的行星齿轮减速器，以便将电动机转速降低到理想的车轮转速。这种结构对控制系统控制精度和可靠性的要求较高。电力驱动系统特性 能量转换效率高无污染、零排放、对环境友好灵活方便控制工作状态系统工作状态不会受到外界环境的影响总体重量不变无噪声，对环境没有影响安全性好何为电动汽车三合一电驱系统技术？ 电动汽车三合一电驱系统技术是指将电控、电机和减速器集成为一体的技术，随着电动汽车技术的不断演进，集成化设计将无可争辩地成为未来发展的趋势。目前市面上比较前列的电动驱动系统 GKN吉凯恩（纳铁福）在不需要纯电动或混合动力驱动时，可以通过一个集成的切断装置将电动机从传动系统中断开，该装置采用了机电驱动离合器。GKN还对齿轮和轴承布置进行了优化，实现更高的效率、更好地NVH性能和耐久性。 博世Bosch博世Bosch新动力系统e-axle电动轴，使电动轴驱动可提供更佳的续航力。博世BOSCH电驱动桥特点：高度集成化、简化冷却管路和功率驱动线缆、平台化设计灵活适配不同车型。 ZF三合一电驱系统采埃孚（ZF）研发的适用于小型和中型轿车的电动车驱动产品，能很好的适应未来的城市交通状况。利用多面压合连接技术来实现铝制推力杆与钢制横结构的链接，具备电能转化效率高和性能优异的特点。

6. 新能源汽车有几种电机驱动

新能源汽车有4种电机驱动，电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。

什么是电机？

所谓电机，就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。

当电能被转换成机械能时，电机表现出电动机的工作特性；当机械能被转换成电能时，电机表现出发电机的工作特性。大部分电动汽车在刹车制动的状态下，机械能将被转化成电能，通过发电机来给电池回馈充电。

电动机的发展状态及分类电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。最早应用于电动汽车的是直流电机，这种电机的特点是控制性能好、成本低。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展，异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机表现出比直流电机更加优越的性能，这些类型的电机正在逐步取代直流电机。

下表是电动汽车常用的四种驱动电机性能比较：

★直流电动机优点：成本低、易控制、调速性能良好缺点：结构复杂、转速低、体积大、维护频繁特性：在电动汽车发展早期，直流电机被作为驱动电机广泛应用，但是由于其结构复杂，导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制，长时间工作会产生损耗，增加维护成本。此外，电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热，会造成高频电磁干扰，影响整车其他电器性能。因此，目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。

（图/文/摄： 问答叫兽） 蔚来EC6 小鹏汽车P7 MARVEL R 岚图FREE 奥迪A4L Model Y @2019

7. 新能源汽车选用电机有何要求

1、电动汽车对于驱动电机的要求

目前电动汽车主要有三个性能指标：

(1)最大行驶里程(km)：电动汽车在电池充满电后的最大行驶里程；

(2)加速能力(s)：电动汽车从静止加速到一定的时速所需要的最小时间；

(3)最高时速(km/h)：电动汽车所能达到的最高时速。
在美国某机场运营的纯电动客车

大家都知道，电机分很多种。单工业电机就有很多。但是作为电动汽车的驱动电机，其诞生之初就有着独特的性能要求：

(1)适用汽车各种工况：频繁的启动/停车、加速/减速，这就要求电动汽车的驱动电机满足转矩控制的动态性能要高。

(2)为了减少整车的重量，通常取消多级变速器，这就要求在低速或爬坡时，电机可以提供较高的转矩，通常来说要能够承受4-5倍的过载；

(3)驱动电机调速性能要好：要求调速范围尽量大，同时在整个调速范围内还需要保持较高的运行效率；

(4)电机设计时尽量设计为高额定转速，同时尽量采用铝合金外壳，高速电机体积小，有利于减少电动汽车的重量；

(5)电动汽车应具有最优化的能量利用，具有制动能量回收功能，再生制动回收的能量一般要达到总能量的10%-20%；

(6)可靠性好：鉴于电动汽车所使用的电机工作环境更加复杂、恶劣，因此，可靠性必须要高。同时还要保证电机生产的成本不能过高。

2、几种常用的驱动电机

2.1直流电动机
直流电动机

在电动汽车发展的早期，大部分的电动汽车都采用直流电动机作为驱动电机，这类电机技术较为成熟，有着控制方式容易，调速优良的特点，曾经在调速电动机领域内有着最为广泛的应用。

但是由于直流电动机有着复杂的机械结构，例如：电刷和机械换向器等，导致它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高受到限制，而且在长时间工作的情况下，电机的机械结构会产生损耗，提高了维护成本。

此外，电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热，浪费能量，散热困难，也会造成高频电磁干扰，影响整车性能。由于直流电动机有着以上缺点，目前的电动汽车已经基本将直流电机淘汰。

2.2交流异步电动机

交流异步电动机

交流异步电机是目前工业中应用十分广泛的一类电机，其特点是定、转子由硅钢片叠压而成，两端用铝盖封装，定、转子之间没有相互接触的机械部件，结构简单，运行可靠耐用，维修方便。交流异步电机与同功率的直流电动机相比效率更高，质量约轻了二分之一左右。

如果采用矢量控制的控制方式，可以获得与直流电机相媲美的可控性和更宽的调速范围。由于有着效率高、比功率较大、适合于高速运转等优势，交流异步机是目前大功率电动汽车上应用最广的电机。

8. 纯电动汽车和混合动力汽车在驱动电机的选用上有何差异

纯电动汽车的驱动电机在选用时要考虑整车在全工况的驱动力，同时还要考虑整车的设计指标要求，如微型纯电动车，功率要求不高的情况下，驱动电机选择的指标就会较普通乘用车要低，

9. 纯电动汽车和混合动力汽车在驱动电机上有何差异

纯电动汽车的驱毁数芹动电机在选用时需要考虑整车在全工况下的驱毕念动力，同时纤毕还要考虑整车的设计指标要求。如微型纯电动车，功率要求不高的情况下，驱动电机选择的指标就会较普通乘用车要低。

10. 新能源汽车的驱动电机有哪几种形式

【太平洋汽车网】新能源汽车电机类型主要分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。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，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。

驱动电机系统是新能源汽车核心系统之一，其性能决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。驱动电机系统主要是由电机及其控制器组成，其中电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配而成。电动机一般要求具有电动、发电两项功能，按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机，功率转换器按所选电机类型，有DC/DC功率变换器、DC/AC功率变换器等形式，其作用是按所选电动机驱动电流要求，将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。

根据中国汽车工业协会数据显示，2018年1-11月，中国新能源汽车产销分别完成105.4万辆和103万辆，比2017年同期分别增长63.6%和68%。其中纯电动汽车产销分别完成80.7万辆和79.1万辆，比2017年同期分别增长50.3%和55.7%；插电式混合动力汽车产销分别完成24.7万辆和23.9万辆，比2017年同期分别增长130.3%和127.6%。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）