电机基本概念-新能源汽车概论（全彩版）

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：图3-1-2起动机图3-1-3发电机纯电动汽车的驱动电机有有刷或无刷直流电机、永磁或电磁直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等，它们的选用也与整车配置、用途和档次有关。即电动机的输出转矩，为电机的基本参数之一，常用单位为N·m。在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电机的尺寸和重量，特别是可以降低逆变器的成本。⑧ 电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关标准和规定。

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，作为车用电器或各种机械的动力源。通常指电动机（如图3-1-1 所示）、起动机（如图3-1-2 所示）与发电机（如图3-1-3 所示）。

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图3-1-2　起动机　

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图3-1-3　发电机

纯电动汽车的驱动电机有有刷或无刷直流电机、永磁或电磁直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等，它们的选用也与整车配置、用途和档次有关。另外，驱动电机的调速控制可分为有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。

电动机有轮毂电机、内转子电机以及单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。电动汽车的电机驱动系统把电能转化为机械能，并通过传动装置或直接将动力传递到车轮，进而驱动车辆按照驾驶人意志行驶，是电动汽车的关键系统之一。它在电动汽车上的具体任务是在驾驶人操纵控制下，将内燃机-发电机系统、动力电池的电能转化为车轮的动能驱动车辆，并在车辆制动时把车辆的动能再生为电能反馈到动力电池中以实现车辆的再生制动。近90%的电动机由旋转磁场设备组成，其主要优势在于可通过旋转场从定子向转子进行非接触式能量传输。这样就不需要直流电机换向器等磨损件。因此，这类设备磨损低，所需维护少。

电机的关键参数如下。

① 额定转速。即在额定功率下电机的转速，单位为转/分（r/min）。

② 电机转矩。即电动机的输出转矩，为电机的基本参数之一，常用单位为N·m。

③ 额定功率。即电机在额定电压、额定环境等条件下电机轴上的输出功率，常用单位是kW。效率：指电机有效输出功率与输入功率之比，不同类型电机效率曲线也不同。

电动汽车对电机的要求主要有如下几点。

① 电压高。在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电机的尺寸和重量，特别是可以降低逆变器的成本。

② 转速高。电动汽车所采用的感应电动机的转速可以达到8 000～12 000 r/min，高转速电动机的体积较小、重量较轻，有利于降低整车的装备质量。

③ 重量轻，体积小。可通过采用铝合金外壳等途径降低电动机的重量，各种控制装置和冷却系统的材料等也尽可能选用轻质材料。

④ 电机应具有较大的起动转矩和较宽范围的调速性能，以满足起动、加速、行驶、减速、制动所需的功率与转矩。

⑤ 电动汽车驱动电机需要有4～5 倍的过载能力，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求，而工业驱动电机只要求有2 倍左右的过载即可。

⑥ 电动汽车驱动电机应具有高的可控性、稳态精度和动态性能，以满足多部电机协调运行，而工业驱动电机只要求满足某一种特定的性能。

⑦ 电机应具有高效率、低损耗，在车辆减速时可进行制动能量回收。