一、什麽(me) 是電機

電機，顧名思義(yi) ，就是將電能與(yu) 機械能相互轉換的一種電力原件。當電能轉化為(wei) 機械能時，電機表現出的就是電動機的工作特性，當機械能轉化為(wei) 電能時，電機表現出的就是發電機的工作特性，結合到新能源汽車上，新能源汽車在放電狀態下驅動車輛前進或者後退時，表現出的就是電動機特性，在車輛鬆開加速踏板或者踩下製動踏板時，表現出的就是發電機特性。

二、驅動電機的分類

現階段的新能源汽車常用的驅動電機包括兩(liang) 種，永磁同步電機及交流異步電機，且大多數新能源汽車采用的是永磁同步電機，隻有少部分車輛采用了交流異步電機。

1. 交流電機

交流電動機主要有兩(liang) 大部件：定子和轉子。定子是最外麵的圓筒，圓筒內(nei) 側(ce) 纏繞有很多繞組，這些繞組與(yu) 外部交流電源接通，整個(ge) 圓筒則與(yu) 機座連接在一起，固定不動，因此稱為(wei) “定子”。

在定子內(nei) 部，要麽(me) 是纏繞有很多繞組的圓柱體(ti) ，要麽(me) 是籠型結構的圓柱體(ti) ，它們(men) 與(yu) 電動機的動力輸出軸連接在一起並同速旋轉，因此稱為(wei) “轉子”。轉子與(yu) 定子之間沒有任何連接和接觸，但是當定子上的繞組接通交流電源時，轉子就會(hui) 立刻旋轉並輸出動力。

交流電動機的工作原理：通電繞組在旋轉磁場裏轉動。電動機中的定子和轉子並不接觸，為(wei) 什麽(me) 給定子繞組通上交流電後，轉子就會(hui) 旋轉呢？其工作原理用到兩(liang) 大電磁定律：電磁感應定律和楞次定律。當定子上纏繞的繞組通上交流電後，由於(yu) 交流電的特性，定子繞組就會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 旋轉的電磁場。轉子上的繞組是一個(ge) 閉環導體(ti) ，它處在定子的旋轉磁場中就相當於(yu) 在不停地切割定子的磁感應線。根據法拉第電磁感應定律，閉合導體(ti) 的一部分在磁場中做切割磁感應線的運動時，導體(ti) 中就會(hui) 產(chan) 生電流。

根據楞次定律，感應電流的效果總是反抗引起感應電流的原因，也就是盡力使轉子上的導體(ti) 不再切割定子旋轉磁場的磁感應線，這樣的結果就是：轉子上的導體(ti) 會(hui) “追趕”定子的旋轉電磁場，也就是使轉子追著定子旋轉磁場跑，最終使電動機開始旋轉。由於(yu) 轉子總是在“追趕”定子旋轉磁場的旋轉速度，並且為(wei) 了能夠切割磁感應線而產(chan) 生感應電流，轉子的轉速總要比定子電磁場的轉速慢一點點（2%~6%），也就是異步運行，所以才將這種產(chan) 生感應電流的電動機稱為(wei) 異步電動機。

3. 永磁同步電機

在異步電動機中，轉子磁場的形成要分兩(liang) 步走：第一步是定子旋轉磁場先使轉子繞組產(chan) 生感應電流；第二步是感應電流再產(chan) 生轉子磁場。在楞次定律的作用下，轉子跟隨定子旋轉磁場轉動，但又“永遠追不上”，因此才稱其為(wei) 異步電動機。如果轉子繞組中的電流不是由定子旋轉磁場感應的，而是自己產(chan) 生的，則轉子磁場與(yu) 定子旋轉磁場無關(guan) ，而且其磁極方向是固定的，那麽(me) 根據同性相斥、異性相吸的原理，定子的旋轉磁場就會(hui) 推拉轉子旋轉，使轉子磁場和轉子本身，一起與(yu) 定子旋轉磁場“同步”旋轉。這就是同步電動機的工作原理。

 

永磁同步電動機具有較高的功率質量比，體(ti) 積更小，質量更輕，輸出轉矩更大，電動機的極限轉速和製動性能也比較優(you) 異，因此永磁同步電動機已成為(wei) 現今電動汽車應用最多的電動機。但永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時，其導磁性能可能會(hui) 下降，或發生退磁現象，有可能降低永磁電動機的性能。另外，稀土式永磁同步電動機要用到稀土材料，製造成本不太穩定。

 

四、電動汽車電機的基本要求

1. 電機結構緊湊、尺寸小，封裝尺寸有限，必須根據具體(ti) 產(chan) 品進行特殊設計。

2. 重量輕，以減輕車輛的整體(ti) 重量。應盡量采用鋁合金外殼，同時轉速要高，以減輕整車的質量，增加電機與(yu) 車體(ti) 的適配性，擴大車體(ti) 可利用空間，從(cong) 而提高乘坐的舒適性。

3. 可靠性高、失效模式可控，以保證乘車者的安全。

4. 提供精確的力矩控製，動態性能較好。

5. 效率高，功率密度較高。要保證在較寬的轉速和轉矩範圍內(nei) 都有很高的效率，以降低功率損耗，提高一次充電的續駛裏程。

6. 成本低，以降低車輛生產(chan) 的整體(ti) 費用。

7. 調速範圍寬。應包括恒轉矩區和恒功率區，低速運行輸出的恒定轉矩大，以滿足汽車快速啟動、加速、負荷爬坡等要求；高速運行輸出恒定功率，有較大的調速範圍，以滿足平坦的路麵、超車等高速行駛的要求。

8. 瞬時功率大，過載能力強。要保證汽車具有4~5倍的過載能力，以滿足短時內(nei) 加速行駛與(yu) 最大爬坡的要求。

9. 環境適應性好。要適應汽車本身行駛的不同區域環境，即使在較惡劣的環境中也能夠正常工作，具有良好的耐高溫、耐潮濕性能。

五、驅動電機的工作原理

動力電池的直流電經過高壓配電箱，通過電機控製器中的 DC/AC 變換器將直流電逆變成交流電，提供給永磁同步電機，進而永磁同步電機驅動汽車行駛。

當車輛滑行或製動時，電機控製器控製驅動電機使其處於(yu) 發電狀態，驅動電機利用車輛動能發電，通過電機控製器中的 AC/DC 變換器將三相交流電整流成直流電，回收能量存入動力電池。

為(wei) 避免驅動電機在工作過程中溫度過高，電機冷卻循環水管中的冷卻液可將多餘(yu) 的熱量帶走，使其保持在正常的工作溫度範圍內(nei) 。