新能源车电机驱动系统的结构和分类

作为电动汽车核心部件之一的电机，承担着替代燃油机驱动车辆的重要功能，是车辆行驶过程中的主要执行机构。

与燃油车相比，电动车的电控系统减少了车辆内部机械传动系统，整体结构变得简单，同时也降低了机械部件因为摩擦而损失的能耗，由于不再需要换挡变速，因此不再需要体积庞大运行复杂的变速箱，节省了车辆的内部空间和重量。

电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、传感器以及电源等部件组成。

电动机启动系统的基本组成

新能源车/电动车对电机性能的基本要求是多种维度的，包括重量、体积、电压、功率和安全，都需要满足不同新能源车辆的自身需求和产品定义。

(1) 重量轻，体积小

电机应采用铝合金外壳以降低整车质量。整体结构要尽可能地紧凑，各种控制装置和冷却系统等部件也要求尽可能的小，增加电机与车体的适配度，扩大车体可利用的空间，提高乘坐的舒适度。

(2) 高电压，高效率

在允许范围内尽可能采用高电压，减小电机的尺寸和导线等装备的尺寸，提高电机的效率，保证在较宽的转速和转矩范围内都有很高的效率，以降低功率孙浩，提高一次充电后可续航的行驶里程。

(3) 瞬时功率大，过载能力强

电机应具有自动调速功能和瞬时动态的响应控制，要保证车辆具有4-5倍的过载能力，以满足短时间内加速行驶与最大爬坡的要求。

(4) 能量再生回收效率高

电机应具备效率低损耗功能，在车辆滑行、减速和制动时回收能量(可回收总能量的10-15%)，使电动车具有最大能量利用率。

(5) 安全性

动力电池和电机工作电压在300V以上，各电器系统、控制系统安全性能指标必须符合国家有关车辆电气控制安全性能的标准和规定，以保证驾乘者的安全。

不同电机，可以按不同划分条件进行归类。

1.   按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。

直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电动机。

有刷直流电动机可划分：永磁直流电动机和电磁直流电动机。

电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。

永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

交流电机还可划分：单相电机和三相电机。

2.   按结构和工作原理可划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。

同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。

异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。

感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。

交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

3.   按起动与运行方式可划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4.   按用途可划分：驱动用电动机和控制用电动机。

驱动用电动机可划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其他通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。

控制用电动机又划分：步进电动机和伺服电动机等。

5.   按转子的结构可划分：笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。

6.   按运转速度可划分：高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。

调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。

异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。

同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。

至于电动汽车常用的电机及驱动系统有如下4种：

(1) 直流电机驱动系统，电机一般采用PWM占空比控制方式。

(2) 交流永磁无刷电机驱动系统，电机一般采用矢量控制方式，永磁直流无刷电机一般采用方波控制方式。

(3) 交流感应电机驱动系统，电机控制一般采用矢量控制或直接转矩控制的变频调速控制方式。

(4) 开关磁阻电机驱动系统，电机一般采用模糊滑模控制方式。

其中Tesla使用的是交流感应电机，国内大部分电动汽车厂商则选用永磁同步电机，两者的主要差异可简单概括为转子和定子是否同步，以及内部是否含有永磁材料(钕铁硼)。

审核编辑：郭婷