電動機(Motor)是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈(也就是定子繞組)產生旋轉磁場并作用于轉子(如鼠籠式閉合鋁框)形成磁電動力旋轉扭矩。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(電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速)。電動機主要由定子與轉子組成,通電導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。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉動。
作為新能源汽車重要的驅動電機,就需要滿足轉矩控制的動態性能要高;在低速或爬坡時,電機可以提供較高的轉矩,一般需要承受4-5倍的過載;還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等優勢,可謂是生產驅動電機的難度大,生產出具有這些優勢的電機難度更大。電機是新能源汽車的三大核心部件之一,也是電動汽車驅動的關鍵執行結構,其驅動特性決定了汽車驅動的關鍵性能指標。電機驅動系統的關鍵由電機、功率變換器、調節器、檢測傳感器和電源組成。與大多數工業電機不同,汽車使用的驅動電機應具有調速范圍寬、起動轉矩大、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、結構簡單、成本低、維護簡單和適合大規模生產。未來,我國電動汽車驅動電機系統將朝著永磁化、數字化、集成化方向發展。目前,電動汽車使用的電機一般包括DC電機、交流感應電機、永磁電機和開關磁阻電機。
電動汽車DC電機
優點:起動加速度大,電磁轉矩調節特性好,調速方便,調節裝置簡單,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,不適合電機轉速過高。與其他驅動系統相比,它處于劣勢,并已逐漸被淘汰。
電動汽車交流感應電機
交流電機的定子是用來產生磁場的,它由定子鐵芯、定子繞組、鐵芯外的外殼和支撐轉子軸的軸承組成。交流電機具有價格低廉、易于維護、體積小等優點,但交流電機的調節相當復雜。它已經成為交流驅動電動汽車的首選。
永磁電機
永磁體代替了DC電機中的磁場線圈和感應電機中定子的勵磁機,用于產生氣隙磁通。永磁電機具有效率高、轉矩慣性比大、能量密度高等優點,特別是低速大轉矩的優點,能夠滿足汽車在復雜多變的道路上行駛的需要。是一款高性能低碳環保電機,有望與交流感應電機競爭稀土永磁材料市場。尤其是在中小功率范圍內,得到了廣泛的應用。
電機簡介:電動汽車開關磁阻電機
開關磁阻電機的定子和轉子基本上是由普通硅鋼片制成的雙凸極結構。
優點:簡單可靠,調速范圍寬,效率高,調節靈活,成本低。
缺點:轉矩波動大、噪聲大、位置檢測器、非線性等特點。應用是有限的。