电动汽车电机(看完这篇文章 才发现电动车电机竟这么多)

【手机中国新闻】十年前，在汽车杂志上，电动汽车还只是未来的一个概念和想法。十年后的今天，电动汽车成为人们购车的另一种选择。那么你真的了解电动汽车吗？它究竟与传统汽车有何不同？为什么人们认为电动汽车才是汽车的未来？带着这些问题，剥开电动汽车的外壳看本质，跟着小编一起了解什么是电动汽车。

比亚迪 秦Pro DM

根据GGII发布的数据报告显示：2017年中国新能源汽车产量达到81.13万辆，同比增长56%。其中新能源乘用车产量达到55.16万辆，同比增长70.92%。新能源专用车同比增长高达152.49%，产量达到15.45万辆。但是新能源客车产量10.52万辆，同比下降22.22%。从数据上来看，新能源汽车成为更多人的选择。

与传统汽车发动机、变速箱不同的是，新能源汽车更重要的是三大核心部件。分别为电池、电机和电控系统。其中驱动电机的种类和性能，直接决定了电动汽车的加速、爬坡、最高速度、能耗等各类主要性能指标。今天小编就从电机入手，为大家解析电动汽车当中究竟有哪些电机。

图片来自网络

对于电动汽车上的电机来说，要满足以下几个方面，首先就是基速以下输出大转矩，以满足车辆频繁启动、制动、低速和爬坡时要求的高扭矩。第二点是基速以上为恒功率运行，以适应最高车速、车辆超车等工况要求。也就是说速度越高、转矩越低。恒功率的范围要足够的宽，这个单位影响汽车的调速区间。

恒功率区间图

第三点就是在较宽转速和转矩范围内都有较高的效率，以提高整车的经济性。传统电机通常关注的是一个额定点的效率，而在电动汽车上，更多的是关注于这个区域的效率，高效区越宽，电机运行效率越好。

电机内部结构

第四点就是，在电动汽车上，要求驱动电机结构坚固、体积孝质量轻，从而降低车重，延长续航里程。这一点就很好理解了，电机在保证自身功效和安全性的前提下，能够做到越轻越好。

而现代化汽车也是在保证自身结构强度和功能性的前提下，进行轻量化设计。毕竟1.8T的发动机拉1.5吨的汽车还是拉2吨的汽车，完全是不同的两种车况，这一点放在电动汽车上也是同理的。

第五个就是要有良好的环境适应性和可靠性。以适应车辆运行的各种复杂工况。这一点就不用再多说了吧，不能因为这个地方冰天雪地零下三十多度汽车就抛锚埃但是目前电动汽车的面临的情况是，在冬天的环境下，电机能够保证正常的工作，但是电池却不行，这也是未来电动汽车主要解决的一个问题。

特斯拉Model X

目前能够满足以上几点的驱动电机有一下几种，直流电动机、笼型感应电动机（异步电机）、开关磁阻电动机和永磁同步电动机。其中市面上主要配备的是交流感应电动机和永磁感应电动机。欧美市场使用异步电机较多，日本车企则大部分选择使用永磁感应电机。

其中我国2017年新能源汽车电机装机车辆中，永磁同步电机装机占78.4%，主要应用于乘用车。异步交流电机装机占比21.5%，主要应用于商用车。那么为什么车企都偏爱这两种电机呢？其他的电机究竟有哪点不好，请接着往下看。

丰田普锐斯

实际上，直流电机是最早汽车上使用的电机，欧洲早期的电动车都采用直流电动机。它的驱动性是最好的，具有优于其他电机的性能。并励DM容易实现弱磁，并且容易控制。但问题在于，直流电动机的体积过大，有悖于现代汽车轻量化的思路，此外直流电动机由于其结构特性，具有电刷和换向器，需要定期维护，这也是直流电机致命的弊端。现代的电动汽车上已经几乎不使用直流电动机，直流电动机更多使用在旅游观光车上。

对于笼型感应电动机来说，结构简单、坚固、可靠性高等优点。但是感应电机在低速时需要采用先进的控制技术，并且效率比较低、续航里程较短。此外具有较大的转子损耗，并且冷却困难。目前由于其结构简单、成本较低、多用在老人代步车上。

笼型感应电动机

开关磁阻电动机的优点在于，结构比较简单，但除了这一有点之外，好像剩下的就都是缺点了。功率密度较低，力能指标不高，在这一点上具有和感应电机同样的问题。此外噪声和振动问题比较严重，由于这是结构上的缺陷，现在的技术还无法做到避免。这一类电动机此前多用于客车上，现在正在被逐渐的淘汰掉了。

最后就是最常见的，永磁同步电机，在控制上比感应同步电机还要简单。在转子上面基本没有损耗，仅定子存在损耗，效率很高，能达到94%甚至是95%以上。当然世上没有完美无缺的事物，在永磁同步电机上，由于永磁体的特性，对于温度比较敏感，高温容易使永磁体消磁，并且难以弱磁，所以设计难度较大。

“Dragon Face”与“Dragon Beam”

除此之外，电机还分为同步电机和异步电机，其中异步电机特点是虽然成本低，但转速区间小，效率低。同步电机在转速区间和效率都有优势。同步电机可按励磁方式分为电磁式、永磁式、混合励磁；按起动方式分为异步启动、同步启动；按电流波形分为方波和正弦波。永磁同步电动机转子结构通常分为三种，分别为表贴式、插入式和内置式。

表贴式、插入式、内置式三种电机

磁钢表贴式电机特点为没有磁阻转矩，不能高速运行，弱磁比较困难，极少用于电动汽车中。磁钢插入式电机特点为磁钢易于安装有磁阻转矩，和表贴式一样弱磁比较困难。

插入式电机

对于磁钢内置式电动机来说，有一字型磁钢和V字型磁钢。有磁阻转矩，能够高速运行，但是还是有弱磁困难问题。所以说传统的磁钢同步电机都具有弱磁困难问题，这也是目前电机上等待解决的问题。

图片来自58

说了这么多的电机，小编想在最后提一下我们的电机供应商。国内的供应商可以分为三大类型，第一是具有传统整车及其零部件生产经验的企业，如比亚迪、北京新能源、中车时代、上汽等。第二是在其他领域具有电机或相关生产经验的企业，其中的代表是大洋电机、方正电机等企业。第三就是专门针对新能源汽车成立的专业电机企业，其中包括上海电驱动、深圳大地等公司。

德国大陆集团

国外方面电机著名供应商有西门子（ SIEMENS ），其代表产品为功率密度可到95%的SIVETEC 感应电机和永磁同步电机能效高达 96%的SIVETEC 永磁电机。日立也在电机上具有深厚的技术积累。当然还少不了我们的德国制造，大陆集团和博世都是电机具有雄厚实力的公司。从历史上看，国外企业尤其是日本企业在电机方面还处于技术领先的位置。当年丰田普锐斯发布之初，整套混动系统和电气设备成为全球车企研究的对象。而当时国内的技术实力甚至无法逆推出这套系统。现在伴随着新能源汽车行业越来越受到重视，我国在电机方面的技术已经赶超上来，毕竟现在处于同一起跑线上，中国电动车的未来可期。