電機在新能源汽車上應用的思考與實踐

毛朋濤

【摘 ?要】新能源汽車代表著世界汽車工業的發展趨勢。在新能源汽車中，通常情況下都是使用電機代替發動機并且在電機控制器的有效控制之下，把電能轉化成機械能進而是使汽車啟動并且行駛。因此，驅動電機的性能直接的決定了新能源汽車的運行性能。

【關鍵詞】電機;新能源汽車;應用

為了能夠緩和資源匱乏以及環境污染等日益突出的問題，新能源汽車獲得了迅猛發展，并且逐漸成為當今汽車產業發展的重要趨勢。因此，以新能源汽車的電機類型的應用狀況入手，對新能源電機的發展方向進行相關的研究和分析是極其重要的。

一、新能源汽車驅動電機的性能要求

新能源汽車在使用電機對汽車的行駛性能進行一定滿足的過程中，還應該對形式過程中的舒適程度、環境適應能力以及充電續航等功能進行一定的思考，這就比普通的工業電機提出了更高的要求與技術上的規范，對電機的性能方面的要求有：

1、調速范圍寬。應該包含恒功率區和恒轉矩區兩個部分，在低速運行的過程中所輸出的恒定轉矩相對較大，從而能夠讓汽車更快的啟動、加速、爬坡等，在高速運行過程中所輸出的恒定功率，通常有著相對較大的調速區間，從而能夠滿足在平坦路面以及高速行駛時超車等需求。

2、效率以及功率密度較高。要確定能夠在較寬的轉速以及轉速的區間中都有著極高的效率，從而減少功率的消耗，增強一次性充電的行駛路程。

3、可靠性高。無論是在什么條件下都要保證汽車擁有極高的安全性能以及很好的抗震功能[1]。

4、質量輕，體積小、盡可能的使用鈦合金制作的外殼，并且要保持較高的轉速，從而使汽車的質量變得相對較輕，強化電機和車體之間的匹配能力，使車體的可以利用的空間變大，進而使乘坐時的舒適程度得到保證。

5、瞬時功率大，過載能力強。確保汽車可以擁有4-5倍的過載能力，從而能夠實現短時間里的快速行駛以及爬坡。

6、電壓高。如果條件許可的話盡可能的使用高電壓，從而進一步使導線以及單機等設備的尺寸降到最低，尤其是可以使逆變器的成本得到大大減少，并且與此同時還要具有相應的高壓保護裝置。

7、環境適應性好。要符合汽車自身形式的具有差異性的環境，盡管是處于較差的環境中也可以順利運行，有著較好耐潮濕以及高溫的功能。

8、制動再生效率高。在汽車減速的過程中，可以對制動進行一定的反應，把能量收回來并且返回電池，讓電動汽車的最佳使用效率能夠獲得充分展現。

二、電動汽車啟動電機的應用現狀

（一）感應電動機

感應電動機主要是憑借轉子所產生的電磁感應，之后產生了感應電流，把電能轉變成機械能，感應電動機的主要優點就是有著相對較高的可靠性并且生產費用相對較少，因此在電動汽車的啟動電機中是比較常見的[2]。

（二）開關磁阻電動機

開關磁阻電機的優點是生產成本相對較低，調速功能好、使用系數相對較高等等，將這種電機應用在對汽車的驅動中是有著一定的優勢性的。但是開關磁阻電機的轉子組轉矩是穩恒不變的，容易產生諧波分量，再刺激的端部極易產生飽和，并且線頭也相對較多，這樣一來就會使控制器的規劃變得困難，進而帶來一定的噪音。

（三）永磁同步電機

永磁同步電機雖然應用體積不是很大，但是是一種功率相對較大的電機，它的主要優點還是轉速的區間范圍相對較廣，能夠進行迅速啟動，運行時的效率也是極高的，并且有著較寬大轉矩范圍。所以，這種電機適用于作為電動汽車的電機，并且在未來的發展也是相對較好的[3]。

三、驅動電機的未來展望

（一）混合勵磁電機

混合勵磁電機是在維持住電機效率的基礎下，對電機拓撲構造進行一定的改變和完善，在兩種電機勵磁的共同作用之下產生電機主磁場，達到使電機主磁場能夠進行控制以及調整的目標，使電機的調速、調壓性以及驅動性能夠得到一定的變化和完善。這不但延續了永磁電機的各種優勢以及特征，并且還擁有平滑以及可調整性等優勢。

（二）雙定子永磁電機

雙定子永磁電機是原有電機體積不變的條件下增多定子的數量，讓氣隙數量有原有的一層變成兩層甚至是多層的一種全新的永磁無刷電機。因為轉矩的增加，對轉子產生一定影響的轉矩也會在一定程度上增加，進而使電機整體性的功率以及轉矩密度獲得一定程度的增強。因為這種電機的機械集成度是相對較高的，因此它也就具有了動態性強、響應迅速、驅動靈活以及構成材料能夠合理利用等優勢[4]。

（三）記憶電機

記憶電機也被叫做可控永磁電機，和普通的永磁電機有著一定的差別就是永磁材料的自身磁化性可以在短時間里進行相應的充磁、加磁以及去磁使電動勢能獲得一定的變化，并且在充磁以及去磁之后它的磁化也可以被保存。所以也就有了更加廣泛的調速區間以及范圍，與此同時還能夠防止產生除此之外的相應的消耗，其本質是一種全新的簡潔但是高效的弱磁控制技術。

（四）非晶電機

這是一種使用非晶合金對傳統的以硅鋼片為中心的材料進行代替的節能、高效的全新種類的電機。它在高頻下的消耗是相對較少的，并且有著極高的效率，和同樣標準的其他電機相比較，不管是在體積還是在質量上都減少了，使能源資源的利用效率獲得了顯著提高。對于相同種類的新能源汽車，如果使用非晶電機的話，可以進一步增加行駛路程，如果行駛路程相同的話，則可以使電池的消耗得到進一步的節約。因此，非晶電機借助更高的效率以及功率密度的特點替代傳統模式下的高效電機。

結束語

經濟的迅猛發展，使人們生活水平日益提升，所以這也就對環境質量有著相對較高的要求。為了可以進一步促進社會的持續穩定發展，新能源汽車將會取代傳統形勢下的是由燃料汽車，例如混合動力或者是電動汽車、氫燃料或者是太陽能汽車，這也是汽車行業在將來的重要發展方向，新能源汽車的發展愿景是相對較好的，但是在技術上水平還應該進行一定的研究和發展。新能源汽車作為當今社會節約節能的具有一定優勢的產品，它的進一步發展也為低碳環保以及經濟的可持續穩定發展有著重要影響。同時也為世界汽車產業的進一步發展帶來了全新的希望。

參考文獻：

[1]羅柏松.淺談電機在新能源汽車上的應用[J].科技視界，2017（9）：250-250.

[2]段殼，沈天賜.新能源汽車中交流永磁電動機技術的應用[J].汽車實用技術，2017（16）：105-107.

[3]徐金.新能源汽車電機的發展分析[J].現代制造技術與裝備，2017（9）：19-20.

[4]嚴蓓蘭.新能源汽車電機發展趨勢及測試評價研究[J].電機與控制應用，2018（6）：109-116.

（作者單位：鄭州鐵路職業技術學院）