就纯电动汽车驱动电机应用概述似的

纯电动汽车驱动电机应用概述

摘要：介绍了目前纯电动汽车的发展状况，叙述了纯电动汽车驱动电机不同类型的特点及相关的控制方法。绍了一些目前应用比较广泛的驱动电机控制方法的主要内容及其所解决的相关问题。

由于环境保护越来越受消费者和政府的重视，以及能源价格的不断上涨，使得世界的汽车制造商都

纷纷加大开新能源汽车开发力度。在去年金融危机的影响车，今年以来，由于全球大多主流的汽车场

纷纷出现衰退，尤其以美国和日本为代表的两大汽车l¨场出现了急剧车滑，使得美国和日本汽车厂家不

得不加速原本保守的计划，从而重新刺激美国和日本等原有核心市场。而电动汽车以电能为能源，具有零排放无污染的突出优点，因此备受汽车界的摊崇。在中国，政府今年也不断的推出各种政策来促进纯电动汽车的发展。回顾一下国际上电动汽车的发展史，连这次至少有四次，世界汽车工业界要启动纯电动汽车，世是前三次都失败了。前三次失败主要是因为电池。前三次基本上都是以铅酸电池为基础，由于他的比能量和比价格都比较差，所以没有得到推广。现在随着电池技术的不断发展，使得纯电动汽车的推广得以实现。现在纯电动汽车主要采用的是锂电池，锂电池的比能量是铅酸电池的八到十倍，且质量轻。今年比亚迪、丰田、奇瑞等汽车公司若长时间不使用都将推出各自的纯电动汽车。并且电动汽车将可能慢慢成为汽车发展的一种趋势和必然。

1、各种电动汽车驱动电机的性能

纯电动汽车关键的难点重点在于电池技来和驱动电机。电池技来已经在一定程度上得到了突破。下

面主要讨论一车驱动电机的相关状况。

（1）电动汽车驱动电机控制的关键问题

电动汽车是以车载电源为动力，并采用电动机驱动的一种交通工具。电机及其驱动系统是电动汽车

的核心部件之一，由于电动汽车在运行过程中频繁起动和加减速操作，对驱动系统的有着很高的求。

车问主要阐述控制过程中的一些关键问题：

(1)用在电动汽车的电动机庶具有瞬时功率大、过载能力强(过载3～4倍)、加速性能好，特性沒有做到规定使用寿命长的特点。

(2)电动汽车用电动机调速范围应该宽广，包括恒转矩区和恒功率区。要求在低速运行时可以输

出大恒定转矩，来适应快速起动、加速、负荷爬坡等要求；高速时能够输出恒定功率，能有较大的调速范围，以适应平坦的路面、超车等高速行驶要求。

(3)在汽车减速时，电动汽车用电动机应能够实现再生制动，将能量回收并反馈回电池，使得电动汽车具有最佳能量的利用率。

(4)在移是全国循环经济先进单位个运行范围内，电动汽车用电动机应使驱动系统效率达到最优化，以降低驱动系统损耗，提高一次充电的续驶里程。

(5)要求电动汽车用电动机可靠性好，能够在较恶劣的环境车长期工作，结构简单适应大批量生

产，运行时噪声低，使用维修方便，价格便宜，体积小、重量轻，省维护，抗震动等。

（2）驱动电机的种类

电动汽车驱动系统研究的重点是各种类型的驱动电机及其控制，按电机的类型来划分，电驱动系统

可分为直流驱动系统和交流驱动系统两大类。早朔时由于直流电机控制比较简单，电动汽车多数采用直流电机。然而，目前随着现代交流调速技来的发展，其动态性能己经达到或者超过直流电机的水平，并且交流电机本身具有体积小、功率大、效率高、结构简单、易于维护等优点。由于交流电机没有了电刷和滑环等，克服了直流电机l大|换向器带来的缺点，因此交流驱动系统将逐渐成为电动汽车的以避免被内部袒露的电线或元件带电伤人主流驱动系统。在交流驱动中，驱动电机主要采用异步电机、水磁同步电机(包括无刎直流电机)以及开关磁阻电机。

（3）直流有刷电动机

早期时，直流电机控制方法和结构简单，只需要用电压控制，不需榆测磁极位置，并且小容量系统

造价低，技来也成熟，它所拥有电磁转矩控制特性是交流电动机所不可比拟的，因此电动汽车广泛的采用直流电机；但是直流电动机价格高、体积和质量大，在电动汽车上的应用受到了限制，目前电动汽车已经很少应用了，但是仍然有一些电动汽车采用有刎直流电动机驱动系统。如日本东京大学的UOT电动汽车采用直流串励电动机，意大利菲亚特公司的900E／E2电动汽车用直流他励电动机驱动，日本马自达汽车公司的BANG0电动汽车则采用直流并励电动机

（4）交流感应电动机(三相异步电机)

三相异步电机转子结塑料拉力机橡胶拉力机构简单，与定子无直接接触部件，运行可靠，转速高，成本低，在蓄电池供电

的条件车，可以实现叫象限运行，所以目前在电动汽车中交流异步电机应用较多。 美国制造的电动汽

车普遍采用感应电动机驱动，如Chryslet公司生产的Epicvan；Ford公司生产的Rmnger EV，通用汽

车公司生产的IMPACT和EVI电动汽车。国内也采用感应电动机作为电动汽车的驱动电机也比较多，如

胜利SL6700DD电动客车，郑州华联Z即标准拉力试样处于拉伸状态K6820HG一1电动轻型客车。电动汽车用感应电动机系统的研究重点主要是控制方面，其控制方法有矢量控制、模糊逻辑控制、串联铁耗模型的矢量控制及最大效率控制等。

（5）开关磁阻电动机

开关磁阻电机结构和控制简单、出力大，可靠性高，成本低，起动制动性能好，运行效率高，世

电机噪声高，转矩脉动严重，非线性严重，在电动汽车驱动中有利有弊，目前电动汽车应用较少。它的主要研究方向是模型研究。

（6）无刷直流电动机及永磁同步电机

水磁同步电机体积小、重量轻、功率密度大、低速输出转矩大，精度高、效率高、噪声小、维护简

单的优点。因此在各个国家都有应用。随实验力增加但是他在高速运行时比异步电机复杂，需要检测转子磁极位置，另外水磁体还有退磁问题，造价也较高。主要研究重点是位置检测、换向和控制，可以表现为以下几方面：换向逻辑的分析和确定、脉动转矩的削弱、无位置传感系统、新型控制策略。控制策略的研究包括变结构控制、模糊控制与PID控制相结合的控制，以及各种全局优化的方法与模糊控制方法的结合。