纯电动汽车开关磁阻电机

A. 纯电动汽车电机的类型

姑且不论EV，就是在电车中，感应电机也是最常用的电机。
图1
图1 是笔者所在的公司为小型EV 试制的感应电机（最大功率为7.3kW，额定功率为3kW）。感应电机的最大特征是磁场中（在电机上产生磁场的定子部分）不使用永久磁铁，不会被稀土问题所左右。并且，因为没有永久磁铁，用于EV 时还没有“空驶拖曳现象”（铁损），空驶时的效率高。因为要输入3 相交流电，所以感应电机要与产生3 相交流电的逆变器（电力变换器）的电子电路部分配合使用。
感应电机没有永久磁铁，所以从原理上讲，电机旋转时不产生感应电压，容易控制驱动电流的波形。这可以说是优点。但是与后述的无刷电机相比，效率还是稍有不及。并且，与无刷电机相比，功率密度稍低，所以质量偏重。在工业和家电产品方面早已普及，可以说是成本最优的电机。在市售EV 中，美国特斯拉电机公司的特斯拉活动顶蓬轿车采用了这种形式的电机。
无刷电机（BLM）
包含前述的感应电机，这里介绍的4 种类型的电机中的3 种没有电刷，所以，哪一个都可以说是无刷电机的一种。但是，通常所说的“无刷电机”，是指采用永久磁铁的无刷直流电机（Brushless DCMotor)。尽管叫做直流电机，其实电机本身也是输入三相交流电而工作的，所以，可以归类于交流电机。
因为分类比较复杂，所以这里把这种电机简称为无刷电机（Brushless Motor，BLM）。输入到无刷电机的交流电，不是固定波形的工频电源，而是被称为逆变器的电力变换器生成的。
逆变器持续判断电机状态，同时从直流电源生成适当波形的三相交流电。逆变器上装有微处理器，用程序精确地控制波形的生成。
图2
图2是笔者试制的小型EV 用无刷电机（额定功率为20kW ）。无刷电机的磁场采用了永久磁铁，考虑到旋转中感应电压的影响（作为电机，在电动的同时也伴生发电），所以要求使用先进的控制技术。无刷电机的特点是效率高、控制性能优良，近来经常用于家电产品中。现在日本市售EV 几乎都是使用无刷电机的。
图3
图3 是使用了无刷电机的试制EV（燃油汽车改装）。
开关磁阻电机（SRM）
还有一种类型的无刷电机—— 开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，SRM）， 简称SR 电机或SRM。
图4
图4 是笔者所在的公司试制的开关磁阻电机（最大功率为4.3kW，额定功率约2kW）。开关磁阻电机的最大特征是，磁场不使用

B. 电动汽车采用哪种驱动电机好

在环保的大环境下，电动汽车也成为了近年来研究的热点，电动汽车在城市交通中可以实现零排放或极低排放，在环保领域优势巨大，各国都在努力发展电动汽车。电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成，其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分，决定了电动汽车的性能指标。因此，对于驱动电机的选择就尤为重要。

1电动汽车对于驱动电机的要求

目前对于电动汽车性能的评定，主要是考虑以下三个性能指标:(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。

针对于电动汽车的驱动特点所设计的电机，相比于工业用电机有着特殊的性能要求:(1)电动汽车驱动电机通常要求可以频繁的启动/停车、加速/减速、转矩控制的动态性能要求较高；(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)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)电动汽车所使用的电机工作环境更加复杂、恶劣，要求电机在有着很好的可靠性和环境适应性，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

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。目前，交流异步电机已经大规模化生产，有着各种类型的成熟产品可以选择。但在高速运转的情况下电机的转子发热严重，工作时要保证电机冷却，同时异步电机的驱动、控制系统很复杂，电机本体的成本也偏高，相比较于永磁式电动机和开关磁阻电机而言，异步电机的效率和功率密度偏低，对于提高电动汽车的最大行驶里程不利。

2.3永磁式电动机

永磁式电动机根据定子绕组的电流波形的不同可分为两种类型，一种是无刷直流电机，它具有矩形脉冲波电流；另一种是永磁同步电机，它具有正弦波电流。这两种电机在结构和工作原理上大体相同，转子都是永磁体，减少了励磁所带来的损耗，定子上安装有绕组通过交流电来产生转矩，所以冷却相对容易。由于这类电机不需要安装电刷和机械换向结构，工作时不会产生换向火花，运行安全可靠，维修方便，能量利用率较高。

永磁式电动机的控制系统相比于交流异步电机的控制系统来说更加简单。但是由于受到永磁材料工艺的限制，使得永磁式电动机的功率范围较小，一般最大功率只有几十千万，这是永磁电机最大的缺点。同时，转子上的永磁材料在高温、震动和过流的条件下，会产生磁性衰退的现象，所以在相对复杂的工作条件下，永磁式电机容易发生损坏。而且永磁材料价格较高，因此整个电机及其控制系统成本较高。

2.4开关磁阻电机

开关磁阻电机作为一种新型电机，相比其他类型的驱动电机而言，开关磁阻电机的结构最为简单，定、转子均为普通硅钢片叠压而成的双凸极结构，转子上没有绕组，定子装有简单的集中绕组，具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、温升低、易于维修等诸多优点。而且它具有直流调速系统的可控性好的优良特性，同时适用于恶劣环境，非常适合作为电动汽车的驱动电机使用。

考虑到作为电动汽车驱动电机使用，直流电机和永磁式电机在结构和面对复杂的工作环境适应性太差，很容易发生机械和退磁的故障，所以本文着重介绍开关磁阻电机与交流异步机相比，有着以下方面的明显优势。

2.4.1电机本体结构方面

开关磁阻电机的结构比鼠笼式感应电机更简单，其突出的优点是转子上没有绕组，仅仅是由普通硅钢片叠压而成。整个电机的损耗大部分集中于定子绕组上，这使得电机制造简单，绝缘性好，容易冷却，有着优秀的散热特性，这种电机结构能减小电机体积和重量，可以用很小的体积取得较大的输出功率。由于电机转子机械弹性好，所以开关磁阻电机可以用于超高速运行。

2.4.2电机驱动电路方面

开关磁阻电机驱动系统的相电流是单向的，同时与转矩方向无关，可以只用一个主开关器件来满足电机的四象限运行状态。功率变换器电路与电机的励磁绕组直接串联，各相电路独立供电，即使电机的某相绕组或者控制器发生故障，只需使该相停止工作即可，不会造成更大的影响。所以，无论电机本体还是功率变换器都十分安全可靠，所以比异步机更适合用于恶劣环境。

2.4.3电机系统性能方面

开关磁阻电机的控制参数多，很容易通过适当的控制策略和系统设计满足电动汽车的四象限运行的要求，并且在高速运行区域也能保持优秀的制动能力。开关磁阻电机不仅效率高，而且在很宽的调速范围内都可以保持高效率，这是其他类型的电机驱动系统难以媲美的。这种性能十分适合应用于电动汽车的运行情况，非常有利于提高电动汽车的续行里程。

C. 开关磁阻电机在哪些新能源汽车品牌

摘要 亲您好，目前市场上的主要电机类型为交流异步电机和永磁同步电机，永磁同步电机由于效率高、功率密度高和体积小等优点占据国内电机市场最大份额，主要应用于乘用车领域。交流异步电机由于其较低的成本以及简单的结构相对更简单、控制技术也相对成熟，但其尺寸较大，重量较重等缺点都在一定程度上制约了其广泛应用，主要应用在新能源客车和部分乘用车。希望我的回答能帮助到您，祝您生活愉快！！

D. 现在新能源汽车上用的电机是什么电机

新能源汽车的主流电机有直流电机，异步电机，永磁同步电机三种。

永磁同步电动机的结构与直流电动机相似，这样便可具备无刷直流电动机结构简单、运行可靠、功率密度大、调速性能好等特点。与此同时，由于永磁同步电动机采用的驱动方式不同于直流电动机，所以，在噪音以及控制环节上，永磁同步电动机更胜一筹。

E. 纯电动汽车的电动机有哪些

有永磁同步电动机，交流异步电动机，低压直流电动机等等...

F. 汽车开关磁阻电动机的优缺点

开关磁阻电机的优点
1、电动机结构简单、成本低、可用于高速运转

SRD的结构比鼠笼式感应电动机还要简单。其突出的优点是转子上没有任何形式的绕组，因此不会有鼠笼感应电机制造过程中铸造不良和使用过程中的断条等问题。其转子机械强度极高，可以用于超高速运转（如每分钟上万转）。在定子方面，它只有几个集中绕组，因此制造简便、绝缘结构简单。

2、功率电路简单可靠

因为电动机转矩方向与绕组电流方向无关，即只需单方相绕组电流，故功率电路可以做到每相一个功率开关。对比异步电动机绕组需流过双向电流，向其供电的PWM变频器功率电路每相需两个功率器件。因此，开关磁阻电动机调速系统较PWM变频器功率电路中所需的功率元件少，电路结构简单。另外，PWM变频器功率电路中每桥臂两个功率开关管直接跨在直流电源侧，易发生直通短路烧毁功率器件。而开关磁阻电动机调速系统中每个功率开关器件均直接与电动机绕组相串联，根本上避免了直通短路现象。因此开关磁阻调速电动机调速系统中功率电路的保护电路可以简化，即降低了成本，又有较高的工作可靠性。

3、系统可靠性高

从电动机的电磁结构上看，各项绕组和磁路相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。而不像在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生一个旋转磁场，电动机才能正常运转。从控制结构上看，各相电路各自给一相绕组供电，一般也是相互独立工作。由此可知，当电动机一相绕组或控制器一相电路发生故障时，只需停止该相工作，电动机除总输出功率能力有所减小外，并无其他妨碍。

4、起动转矩大，起动电流低

控制器从电源侧吸收较少的电流，在电机侧得到较大的起动转矩是本系统的一大特点。典型产品的数据是：起动电流为额定电流的15%时，获得起动转矩为100%的额定转矩；起动电流为额定电流的30%时，起动转矩可达其额定转矩的250%。而其他调速系统的起动特性与之相比，如直流电机为100%的电流，鼠笼感应电动机为300%的电流，获得100%的转矩。起动电流小而转矩大的优点还可以延伸到低速运行段，因此本系统十分合适那些需要重载起动和较长时间低速重载运行的机械。

5、适用于频繁起停及正反向转换运行

本系统具有的高起动转矩、低起动电流的特点，使之在起动过程中电流冲击小，电动机和控制器发热较连续额定运行时还要小。可控参数多使其制动运行能与电动运

G. 纯电动汽车搭载的交流异步电机与永磁同步电机有何区别

不管是说起特斯拉还是蔚来汽车的动力系统，我们都能听到异步电机、永磁同步电机这两个关键词，那么搭载了这两种不同技术的电机有什么优缺点呢？今天，就通过特斯拉ModelS车型来一起聊一聊吧。

综述

异步感应电机和永磁同步电机有各自的优点、缺点。当汽车处于高速行驶时，异步感应电机能够保持高速运转和高效的电能使用效率。而在面对反复启停、加减速时，调速性能好的永磁同步电机仍能够保持较高效率。而关于电机的选择，取决于主机厂最终的车型的定位以及能耗的策略。但是从目前电机技术的发展来看，特斯拉已经走在了行业的前列。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

H. 电动车轮毂电机的主流是直流无刷电机吗开关磁阻磁阻电机被淘汰了吗开关磁阻的缺点是什么

开关磁阻一般都是几十千瓦以上的，小的不好买。电动车的主流是永磁同步机，但是现在做电机的成本太高，有趋于用纯铜转子的异步机，功率密度也可以做到很高。开关磁阻的最大缺点是噪声，其次是转矩的脉动。开关磁阻便宜，易于驱动，皮实，还不会这么快被淘汰的。

I. 纯电动汽车电机的特点

电动汽车驱动电机特点是：电动汽车用电动机需要频繁启动和停车，并承受较大的加速度或减速度，而且要求低速大转矩爬坡，高速小转矩运行和运行速度范围宽，能够承受高温、多变的气候条件和频繁的振动，在恶劣的环境下能够正常工作。