直流電動機(jī)在電動汽車發(fā)展的早期,大部分的電動汽車都采用直流電動機(jī)作為驅(qū)動電機(jī),這類電機(jī)技術(shù)較為成熟,有著控制方式容易,調(diào)速優(yōu)良的特點(diǎn),曾經(jīng)在調(diào)速電動機(jī)領(lǐng)域內(nèi)有著最為廣泛的應(yīng)用。但是由于直流電動機(jī)有著復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),例如:電刷和機(jī)械換向器等,導(dǎo)致它的瞬時過載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高受到限制,而且在長時間工作的情況下,電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生損耗,提高了維護(hù)成本。此外,電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時電刷冒出的火花使轉(zhuǎn)子發(fā)熱,浪費(fèi)能量,散熱困難,也會造成高頻電磁干擾,影響整車性能。由于直流電動機(jī)有著以上缺點(diǎn),目前的電動汽車已經(jīng)基本將直流電機(jī)淘汰。
交流異步電動機(jī)交流異步電機(jī)是目前工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一類電機(jī),其特點(diǎn)是定、轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成,兩端用鋁蓋封裝,定、轉(zhuǎn)子之間沒有相互接觸的機(jī)械部件,結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠耐用,維修方便。交流異步電機(jī)與同功率的直流電動機(jī)相比效率更高,質(zhì)量約輕了二分之一左右。如果采用矢量控制的控制方式,可以獲得與直流電機(jī)相媲美的可控性和更寬的調(diào)速范圍。由于有著效率高、比功率較大、適合于高速運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)勢,交流異步機(jī)是目前大功率電動汽車上應(yīng)用最廣的電機(jī)。
目前,交流異步電機(jī)已經(jīng)大規(guī)模化生產(chǎn),有著各種類型的成熟產(chǎn)品可以選擇。但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下電機(jī)的轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重,工作時要保證電機(jī)冷卻,同時異步電機(jī)的驅(qū)動、控制系統(tǒng)很復(fù)雜,電機(jī)本體的成本也偏高,相比較于永磁式電動機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)而言,異步電機(jī)的效率和功率密度偏低,對于提高電動汽車的最大行駛里程不利。
永磁式電動機(jī)永磁式電動機(jī)根據(jù)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(jī),它具有矩形脈沖波電流;另一種是永磁同步電機(jī),它具有正弦波電流。這兩種電機(jī)在結(jié)構(gòu)和工作原理上大體相同,轉(zhuǎn)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(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,所以冷卻相對容易。由于這類電機(jī)不需要安裝電刷和機(jī)械換向結(jié)構(gòu),工作時不會產(chǎn)生換向火花,運(yùn)行安全可靠,維修方便,能量利用率較高。
永磁式電動機(jī)的控制系統(tǒng)相比于交流異步電機(jī)的控制系統(tǒng)來說更加簡單。但是由于受到永磁材料工藝的限制,使得永磁式電動機(jī)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(jī)最大的缺點(diǎn)。同時,轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下,會產(chǎn)生磁性衰退的現(xiàn)象,所以在相對復(fù)雜的工作條件下,永磁式電機(jī)容易發(fā)生損壞。而且永磁材料價格較高,因此整個電機(jī)及其控制系統(tǒng)成本較高。
開關(guān)磁阻電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)作為一種新型電機(jī),相比其他類型的驅(qū)動電機(jī)而言,開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)最為簡單,定、轉(zhuǎn)子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子上沒有繞組,定子裝有簡單的集中繞組,具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、可靠性高、質(zhì)量輕、成本低、效率高、溫升低、易于維修等諸多優(yōu)點(diǎn)。而且它具有直流調(diào)速系統(tǒng)的可控性好的優(yōu)良特性,同時適用于惡劣環(huán)境,非常適合作為電動汽車的驅(qū)動電機(jī)使用。



