純電動汽車開關磁阻電機

A. 純電動汽車電機的類型

姑且不論EV，就是在電車中，感應電機也是最常用的電機。
圖1
圖1 是筆者所在的公司為小型EV 試制的感應電機（最大功率為7.3kW，額定功率為3kW）。感應電機的最大特徵是磁場中（在電機上產生磁場的定子部分）不使用永久磁鐵，不會被稀土問題所左右。並且，因為沒有永久磁鐵，用於EV 時還沒有「空駛拖曳現象」（鐵損），空駛時的效率高。因為要輸入3 相交流電，所以感應電機要與產生3 相交流電的逆變器（電力變換器）的電子電路部分配合使用。
感應電機沒有永久磁鐵，所以從原理上講，電機旋轉時不產生感應電壓，容易控制驅動電流的波形。這可以說是優點。但是與後述的無刷電機相比，效率還是稍有不及。並且，與無刷電機相比，功率密度稍低，所以質量偏重。在工業和家電產品方面早已普及，可以說是成本最優的電機。在市售EV 中，美國特斯拉電機公司的特斯拉活動頂蓬轎車採用了這種形式的電機。
無刷電機（BLM）
包含前述的感應電機，這里介紹的4 種類型的電機中的3 種沒有電刷，所以，哪一個都可以說是無刷電機的一種。但是，通常所說的「無刷電機」，是指採用永久磁鐵的無刷直流電機（Brushless DCMotor)。盡管叫做直流電機，其實電機本身也是輸入三相交流電而工作的，所以，可以歸類於交流電機。
因為分類比較復雜，所以這里把這種電機簡稱為無刷電機（Brushless Motor，BLM）。輸入到無刷電機的交流電，不是固定波形的工頻電源，而是被稱為逆變器的電力變換器生成的。
逆變器持續判斷電機狀態，同時從直流電源生成適當波形的三相交流電。逆變器上裝有微處理器，用程序精確地控制波形的生成。
圖2
圖2是筆者試制的小型EV 用無刷電機（額定功率為20kW ）。無刷電機的磁場採用了永久磁鐵，考慮到旋轉中感應電壓的影響（作為電機，在電動的同時也伴生發電），所以要求使用先進的控制技術。無刷電機的特點是效率高、控制性能優良，近來經常用於家電產品中。現在日本市售EV 幾乎都是使用無刷電機的。
圖3
圖3 是使用了無刷電機的試制EV（燃油汽車改裝）。
開關磁阻電機（SRM）
還有一種類型的無刷電機—— 開關磁阻電機（Switched Reluctance Motor，SRM）， 簡稱SR 電機或SRM。
圖4
圖4 是筆者所在的公司試制的開關磁阻電機（最大功率為4.3kW，額定功率約2kW）。開關磁阻電機的最大特徵是，磁場不使用

B. 電動汽車採用哪種驅動電機好

在環保的大環境下，電動汽車也成為了近年來研究的熱點，電動汽車在城市交通中可以實現零排放或極低排放，在環保領域優勢巨大，各國都在努力發展電動汽車。電動汽車主要是由電機驅動系統、電池系統和整車控制系統三部分構成，其中的電機驅動系統是直接將電能轉換為機械能的部分，決定了電動汽車的性能指標。因此，對於驅動電機的選擇就尤為重要。

1電動汽車對於驅動電機的要求

目前對於電動汽車性能的評定，主要是考慮以下三個性能指標:(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。

針對於電動汽車的驅動特點所設計的電機，相比於工業用電機有著特殊的性能要求:(1)電動汽車驅動電機通常要求可以頻繁的啟動/停車、加速/減速、轉矩控制的動態性能要求較高；(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)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)電動汽車所使用的電機工作環境更加復雜、惡劣，要求電機在有著很好的可靠性和環境適應性，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

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。目前，交流非同步電機已經大規模化生產，有著各種類型的成熟產品可以選擇。但在高速運轉的情況下電機的轉子發熱嚴重，工作時要保證電機冷卻，同時非同步電機的驅動、控制系統很復雜，電機本體的成本也偏高，相比較於永磁式電動機和開關磁阻電機而言，非同步電機的效率和功率密度偏低，對於提高電動汽車的最大行駛里程不利。

2.3永磁式電動機

永磁式電動機根據定子繞組的電流波形的不同可分為兩種類型，一種是無刷直流電機，它具有矩形脈沖波電流；另一種是永磁同步電機，它具有正弦波電流。這兩種電機在結構和工作原理上大體相同，轉子都是永磁體，減少了勵磁所帶來的損耗，定子上安裝有繞組通過交流電來產生轉矩，所以冷卻相對容易。由於這類電機不需要安裝電刷和機械換向結構，工作時不會產生換向火花，運行安全可靠，維修方便，能量利用率較高。

永磁式電動機的控制系統相比於交流非同步電機的控制系統來說更加簡單。但是由於受到永磁材料工藝的限制，使得永磁式電動機的功率范圍較小，一般最大功率只有幾十千萬，這是永磁電機最大的缺點。同時，轉子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下，會產生磁性衰退的現象，所以在相對復雜的工作條件下，永磁式電機容易發生損壞。而且永磁材料價格較高，因此整個電機及其控制系統成本較高。

2.4開關磁阻電機

開關磁阻電機作為一種新型電機，相比其他類型的驅動電機而言，開關磁阻電機的結構最為簡單，定、轉子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結構，轉子上沒有繞組，定子裝有簡單的集中繞組，具有結構簡單堅固、可靠性高、質量輕、成本低、效率高、溫升低、易於維修等諸多優點。而且它具有直流調速系統的可控性好的優良特性，同時適用於惡劣環境，非常適合作為電動汽車的驅動電機使用。

考慮到作為電動汽車驅動電機使用，直流電機和永磁式電機在結構和面對復雜的工作環境適應性太差，很容易發生機械和退磁的故障，所以本文著重介紹開關磁阻電機與交流非同步機相比，有著以下方面的明顯優勢。

2.4.1電機本體結構方面

開關磁阻電機的結構比鼠籠式感應電機更簡單，其突出的優點是轉子上沒有繞組，僅僅是由普通硅鋼片疊壓而成。整個電機的損耗大部分集中於定子繞組上，這使得電機製造簡單，絕緣性好，容易冷卻，有著優秀的散熱特性，這種電機結構能減小電機體積和重量，可以用很小的體積取得較大的輸出功率。由於電機轉子機械彈性好，所以開關磁阻電機可以用於超高速運行。

2.4.2電機驅動電路方面

開關磁阻電機驅動系統的相電流是單向的，同時與轉矩方向無關，可以只用一個主開關器件來滿足電機的四象限運行狀態。功率變換器電路與電機的勵磁繞組直接串聯，各相電路獨立供電，即使電機的某相繞組或者控制器發生故障，只需使該相停止工作即可，不會造成更大的影響。所以，無論電機本體還是功率變換器都十分安全可靠，所以比非同步機更適合用於惡劣環境。

2.4.3電機系統性能方面

開關磁阻電機的控制參數多，很容易通過適當的控制策略和系統設計滿足電動汽車的四象限運行的要求，並且在高速運行區域也能保持優秀的制動能力。開關磁阻電機不僅效率高，而且在很寬的調速范圍內都可以保持高效率，這是其他類型的電機驅動系統難以媲美的。這種性能十分適合應用於電動汽車的運行情況，非常有利於提高電動汽車的續行里程。

C. 開關磁阻電機在哪些新能源汽車品牌

摘要 親您好，目前市場上的主要電機類型為交流非同步電機和永磁同步電機，永磁同步電機由於效率高、功率密度高和體積小等優點占據國內電機市場最大份額，主要應用於乘用車領域。交流非同步電機由於其較低的成本以及簡單的結構相對更簡單、控制技術也相對成熟，但其尺寸較大，重量較重等缺點都在一定程度上制約了其廣泛應用，主要應用在新能源客車和部分乘用車。希望我的回答能幫助到您，祝您生活愉快！！

D. 現在新能源汽車上用的電機是什麼電機

新能源汽車的主流電機有直流電機，非同步電機，永磁同步電機三種。

永磁同步電動機的結構與直流電動機相似，這樣便可具備無刷直流電動機結構簡單、運行可靠、功率密度大、調速性能好等特點。與此同時，由於永磁同步電動機採用的驅動方式不同於直流電動機，所以，在噪音以及控制環節上，永磁同步電動機更勝一籌。

E. 純電動汽車的電動機有哪些

有永磁同步電動機，交流非同步電動機，低壓直流電動機等等...

F. 汽車開關磁阻電動機的優缺點

開關磁阻電機的優點
1、電動機結構簡單、成本低、可用於高速運轉

SRD的結構比鼠籠式感應電動機還要簡單。其突出的優點是轉子上沒有任何形式的繞組，因此不會有鼠籠感應電機製造過程中鑄造不良和使用過程中的斷條等問題。其轉子機械強度極高，可以用於超高速運轉（如每分鍾上萬轉）。在定子方面，它只有幾個集中繞組，因此製造簡便、絕緣結構簡單。

2、功率電路簡單可靠

因為電動機轉矩方向與繞組電流方向無關，即只需單方相繞組電流，故功率電路可以做到每相一個功率開關。對比非同步電動機繞組需流過雙向電流，向其供電的PWM變頻器功率電路每相需兩個功率器件。因此，開關磁阻電動機調速系統較PWM變頻器功率電路中所需的功率元件少，電路結構簡單。另外，PWM變頻器功率電路中每橋臂兩個功率開關管直接跨在直流電源側，易發生直通短路燒毀功率器件。而開關磁阻電動機調速系統中每個功率開關器件均直接與電動機繞組相串聯，根本上避免了直通短路現象。因此開關磁阻調速電動機調速系統中功率電路的保護電路可以簡化，即降低了成本，又有較高的工作可靠性。

3、系統可靠性高

從電動機的電磁結構上看，各項繞組和磁路相互獨立，各自在一定軸角范圍內產生電磁轉矩。而不像在一般電動機中必須在各相繞組和磁路共同作用下產生一個旋轉磁場，電動機才能正常運轉。從控制結構上看，各相電路各自給一相繞組供電，一般也是相互獨立工作。由此可知，當電動機一相繞組或控制器一相電路發生故障時，只需停止該相工作，電動機除總輸出功率能力有所減小外，並無其他妨礙。

4、起動轉矩大，起動電流低

控制器從電源側吸收較少的電流，在電機側得到較大的起動轉矩是本系統的一大特點。典型產品的數據是：起動電流為額定電流的15%時，獲得起動轉矩為100%的額定轉矩；起動電流為額定電流的30%時，起動轉矩可達其額定轉矩的250%。而其他調速系統的起動特性與之相比，如直流電機為100%的電流，鼠籠感應電動機為300%的電流，獲得100%的轉矩。起動電流小而轉矩大的優點還可以延伸到低速運行段，因此本系統十分合適那些需要重載起動和較長時間低速重載運行的機械。

5、適用於頻繁起停及正反向轉換運行

本系統具有的高起動轉矩、低起動電流的特點，使之在起動過程中電流沖擊小，電動機和控制器發熱較連續額定運行時還要小。可控參數多使其制動運行能與電動運

G. 純電動汽車搭載的交流非同步電機與永磁同步電機有何區別

不管是說起特斯拉還是蔚來汽車的動力系統，我們都能聽到非同步電機、永磁同步電機這兩個關鍵詞，那麼搭載了這兩種不同技術的電機有什麼優缺點呢？今天，就通過特斯拉ModelS車型來一起聊一聊吧。

綜述

非同步感應電機和永磁同步電機有各自的優點、缺點。當汽車處於高速行駛時，非同步感應電機能夠保持高速運轉和高效的電能使用效率。而在面對反復啟停、加減速時，調速性能好的永磁同步電機仍能夠保持較高效率。而關於電機的選擇，取決於主機廠最終的車型的定位以及能耗的策略。但是從目前電機技術的發展來看，特斯拉已經走在了行業的前列。

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

H. 電動車輪轂電機的主流是直流無刷電機嗎開關磁阻磁阻電機被淘汰了嗎開關磁阻的缺點是什麼

開關磁阻一般都是幾十千瓦以上的，小的不好買。電動車的主流是永磁同步機，但是現在做電機的成本太高，有趨於用純銅轉子的非同步機，功率密度也可以做到很高。開關磁阻的最大缺點是雜訊，其次是轉矩的脈動。開關磁阻便宜，易於驅動，皮實，還不會這么快被淘汰的。

I. 純電動汽車電機的特點

電動汽車驅動電機特點是：電動汽車用電動機需要頻繁啟動和停車，並承受較大的加速度或減速度，而且要求低速大轉矩爬坡，高速小轉矩運行和運行速度范圍寬，能夠承受高溫、多變的氣候條件和頻繁的振動，在惡劣的環境下能夠正常工作。