電動車驅動電機發展現狀及趨勢研究

蔣屹

【摘 要】電動車上的驅動控制作為其重要的一項核心技術，其主要的功能就是通過對控制技術的利用，促使電動車對空氣阻力、摩擦力、加速阻力等相關影響因素進行克服，并將電能逐漸轉變為機械能，以此對電動車的運行進行控制。本文主要對驅動電機的發展現狀進行探討，以促進電動車驅動電機實現有效發展。

【關鍵詞】農機培訓；教學質量；影響因素；對策

隨著社會經濟的進一步發展，環境污染以及能源消耗等相關問題也日益突出，電動車主要是通過清潔的電力能源實現運行，其能夠有效降低燃油產生的污染，其必將成為汽車行業的必然發展趨勢。目前，電動車行業已經得到迅速的發展，行業內部對電動車所具備的性能以及駕駛效果等相關要求也相應提高，而驅動電機作為其最重要的驅動設備，發展方向也逐漸趨向于功率高密度、小型化、可靠性高的方向，特別是永磁電機，其已經成為當前在電動車中應用最為重要的驅動產品。同時，將輪轂電機作為代表的相關電驅動品也在不斷進入到實用化的階段。本文主要對驅動電機的發展現狀進行分析，以促進驅動電機的良好發展。

一、電動車驅動電機的發展現狀

目前，電動車的驅動機車主要包括直流電機、永磁同步電機、感應電機、開關磁阻電機，其中，輪轂電機等相關驅動電機逐漸成為電機系統中得到廣泛應用。

（一）直流電機

傳統電動車的驅動系統中，較為常用的電機就是直流電機。對于直流電機而言，由于其重量比較大，效率比較低，且具有滑環以及電刷的存在，這就會對電動車的有效應用造成阻礙，目前，直流電機式的驅動系統已逐漸被其他相關驅動電機所替代。

（二）感應電動機

電動車的感應電動機通常與常規的電動機進行對比，具有以下幾點特征：（1）穩定運行的時候，其與感應電動機具有類似的工況；（2）驅動電動機與常規的感應式電動機相比，沒有起動過程，具有較小的轉差率，轉子上具有不明顯的集膚效應；（3）運行的頻率通常超過50Hz；（4）在進行變頻調速的時候，極數與轉速之間通常沒有較嚴格的關系。因此，在設計感應電動機的時候，需要具備以下幾點特點：（1）將恒轉矩去盡量擴大，促使電動機進行高速運轉的時候，可以具有比較高的轉矩，而想要促使轉矩的提高，就需要將定轉子間所產生的氣隙盡可能減小，并減少漏抗；（2）對電動機中的電磁加強優化設計，以促使功率、轉矩、效率等相關因素實現綜合性最優；（3）盡可能減少體積、重量，以此促使其與車體之間的適配性得以有效增加[1]。

（三）永磁無刷電動機

永磁無刷的電動機系統通常包括兩類，一類為方波驅動式的無刷直流電動機系統（BDCM），第二類為永磁同步型的電動機系統（CPMSM），其通常也被稱作正弦波式的驅動無刷的直流電動機系統。BDCM系統通常不需要絕對位置設置傳感器，通常以霍爾元件或者是增量形式的碼盤為主，也能夠對反電動勢的波形換相進行檢測。CPMSM系統通常需要有絕對式的碼盤或者旋轉變壓器等相關轉子位置的傳感器。根據磁鐵的位置結構的不同，永磁無刷型的電動機通常能夠分為深埋式、鑲嵌型、表面型等各種結構型，對于電動汽車而言，其通常會使用外轉子或者是盤式結構[2]。深埋式的永磁同步機由于其具有較高的功率、弱磁控制較為有效、便捷，且具有極為有效的控制效率，逐漸在電動車中受到廣泛應用，且成為當前電動車的驅動機車的研究重點。同時，深埋式的永磁同步機的實際控制系統通常與常規的電動機所具備的速度的控制系統或者是位置的控制系統均不相同，電動車通常是由加速器以及制動器兩者間共同決定的一種轉矩指令對電機進行控制，主要是因為轉矩通常是由電流所決定的，因此，其能夠構成相應的電流控制系統。

（四）開關磁阻電動機

開關磁阻電動機（SRM）當前已經投入到使用中，法國的F1AT公司所研制的新型電動車以及中國第二汽車廠所研制的新型電動客車均已經使用了開關磁阻式電動機。SRM屬于無任何形式的一種轉子導體以及永久磁體式的無刷機，其定子磁極以及轉子磁極均為凸的。對于SRM而言，其通常具有較為集中形式的定子繞組以及脈沖電流，其功率所使用的變換器通常為較為可靠形式的電路拓撲式。SRM通常具有較為簡單可靠、運行高效、四象限運行、控制靈活、成本較低、響應速度較快等相關優勢。但是，SRM的轉矩通常波動較大、噪聲較大，且位置需要檢測器、系統為非線性等相關缺陷，因此，當前還沒有在市場中受到廣泛應用。根據傳統的SRM所具備的缺點，研制了新型的永磁式的開關磁阻式的驅動系統（PM-SRD），其主要是引入了高性能的永磁鋼，并對傳統的SRM中所存在的能量低利用率以及換流較慢等相關缺點進行了克服，并對電機比功率的密度進行了相應的增加[3]。

對于SRM系統而言，由于其具有較為顯著的非線性特征，系統無法進行有效建模，這就使常規的線性控制方式不能滿足SRM系統，當前主要是根據模糊邏輯以及神經網絡等進行控制。

二、電動車驅動電機的發展趨勢

隨著社會中環境污染、能源短缺等相關問題逐漸加劇，電動車已逐漸成為對環保以及能源等相關問題進行解決的關鍵。當前，電動車的驅動電機的發展方向主要為小型化、功率密度較高、可靠性較高。當前，永磁電機已逐漸成為電動車實現有效運行的主要驅動品。其中，同時，將輪轂電機作為代表的相關電驅動品也在不斷進入到實用化的階段。因此，電動車的驅動電機在實際發展中，需要準確把握歷史機遇，不斷加強研發力度，確保電動車業能夠在低碳經濟以及后危機時代能夠的汽車業當中占據先機。同時，通過綠色交通技術的應用，還能夠促使人與自然和諧發展，因此，電動車的驅動電機具有良好的發展趨勢。

三、結束語

綜上所述，電動車作為安全、經濟的一種綠色的交通工具，其在環境以及能源等各個方面均具有顯著的優勢，驅動電機的有效研發，對驅動系統的有效完善具有顯著作用，且逐漸在電動車的驅動系統中得到廣泛應用，具有顯著的發展前景。

【參考文獻】

[1]曲榮海，秦川.電動汽車及其驅動電機發展現狀與展望[J].南方電網技術，2016， 10（3）：82-86.

[2]張遠亮.淺析電動汽車及其驅動電機發展現狀[J].山西農經，2017（12）：92-92.

[3]張勇.電動汽車用驅動電機發展現狀與趨勢分析[J].時代汽車，2016（12）：27-28.