電動(dòng)汽車電機(jī)材料

1、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)材料0引言引言電動(dòng)汽車是以電驅(qū)動(dòng)為基礎(chǔ)的、安全、經(jīng)濟(jì)、清潔的綠色交通工具，在能源、環(huán)境等方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性和競爭力，而且能夠方便地采用現(xiàn)代控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)其機(jī)電一體化，具有廣闊的發(fā)展前景。圖1特斯拉電動(dòng)汽車和比亞迪電動(dòng)汽車1電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，是決定汽車運(yùn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)的主體與內(nèi)在根據(jù)。目前，電動(dòng)汽車電機(jī)主要有直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、永磁無刷電機(jī)以及開關(guān)磁阻電機(jī)等。1.1直流電機(jī)早期

2、開發(fā)的電動(dòng)汽車多采用直流電機(jī)，其控制裝置簡單，成本低。電動(dòng)汽車最常采用的是他勵(lì)直流電機(jī)和串勵(lì)直流電機(jī)。但由于直流電機(jī)存在換向器和電刷，它們之間有機(jī)械磨損，需要定期維護(hù)。換向器和電刷之間的機(jī)械損耗、接觸損耗以及電損耗使得直流電機(jī)的效率較低。直流電機(jī)在現(xiàn)代高性能電動(dòng)汽車上的應(yīng)用正在較少，但仍有一些電動(dòng)汽車在應(yīng)用，例如，東京大學(xué)UOT電動(dòng)汽車，馬自達(dá)公司BANGO電動(dòng)汽車，意大利菲亞特公司900EE2電動(dòng)汽車，我國的陸駿電動(dòng)汽車。機(jī)轉(zhuǎn)子不需要

3、電刷和勵(lì)磁繞組，通過定子繞組換相產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。永磁無刷電機(jī)可靠性高，輸出功率大，與相同轉(zhuǎn)速的其他電機(jī)相比具有體積小，質(zhì)量輕，便于維修，高效率，高功率因數(shù)等特點(diǎn)。由于轉(zhuǎn)子沒有勵(lì)磁繞組，無銅耗，磁通小，在低負(fù)荷時(shí)鐵耗很小，因此，永磁無刷電機(jī)具有高的“功率質(zhì)量”比，可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)由于沒有轉(zhuǎn)子的磨損且定子繞組是主要的發(fā)熱源，易于冷卻。轉(zhuǎn)子電磁時(shí)間常數(shù)小，電機(jī)動(dòng)態(tài)特性好，極限轉(zhuǎn)速和制動(dòng)性能都由于其他類型電機(jī)。但永磁無刷電機(jī)的功率范圍較小，一般

4、最大功率為幾十千瓦，同事在高溫、振動(dòng)和過高電流作用下，會(huì)發(fā)生磁性衰退現(xiàn)象，降低永磁無刷電機(jī)的性能。內(nèi)嵌永磁體無刷直流電機(jī)是一種新型的無刷電機(jī)，這種電機(jī)在轉(zhuǎn)子鐵芯上開有與極數(shù)相同的燕尾槽，將永磁體嵌入其內(nèi)，永磁體與相鄰的鐵芯凸極構(gòu)成一個(gè)磁極，這種電機(jī)同時(shí)具備無刷直流電機(jī)和串勵(lì)直流電機(jī)的特性。通過調(diào)節(jié)超前導(dǎo)通角，可以實(shí)現(xiàn)恒功率運(yùn)行，通過優(yōu)化控制超前角還可以優(yōu)化電機(jī)的效率，從而得到較寬的恒功率運(yùn)行區(qū)以及較高的效率。豐田汽車公司的Prius，本

5、田汽車公司的CIVIC，Nissan的Altra，我國一汽集團(tuán)、東風(fēng)汽車的混合動(dòng)力轎車、同濟(jì)大學(xué)燃料電池轎車，比亞迪E6等采用的都是永磁同步電機(jī)。除Tesla外，目前市場上主流的電動(dòng)汽車與混動(dòng)汽車大多采用了稀土永磁同步電機(jī)，稀土永磁同步電機(jī)代表了汽車廠商的主流選擇。圖4永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1.4開關(guān)磁阻電機(jī)20世紀(jì)80年代，研究者就開始設(shè)計(jì)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)的開關(guān)磁阻電機(jī)。與傳統(tǒng)的交流電機(jī)不同，開關(guān)磁阻電機(jī)為雙凸極結(jié)構(gòu)，并且只在定子上安