電機(jī)在新能源汽車上應(yīng)用的思考與實踐

毛朋濤

【摘 ?要】新能源汽車代表著世界汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢。在新能源汽車中，通常情況下都是使用電機(jī)代替發(fā)動機(jī)并且在電機(jī)控制器的有效控制之下，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能進(jìn)而是使汽車啟動并且行駛。因此，驅(qū)動電機(jī)的性能直接的決定了新能源汽車的運(yùn)行性能。

【關(guān)鍵詞】電機(jī);新能源汽車;應(yīng)用

為了能夠緩和資源匱乏以及環(huán)境污染等日益突出的問題，新能源汽車獲得了迅猛發(fā)展，并且逐漸成為當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢。因此，以新能源汽車的電機(jī)類型的應(yīng)用狀況入手，對新能源電機(jī)的發(fā)展方向進(jìn)行相關(guān)的研究和分析是極其重要的。

一、新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的性能要求

新能源汽車在使用電機(jī)對汽車的行駛性能進(jìn)行一定滿足的過程中，還應(yīng)該對形式過程中的舒適程度、環(huán)境適應(yīng)能力以及充電續(xù)航等功能進(jìn)行一定的思考，這就比普通的工業(yè)電機(jī)提出了更高的要求與技術(shù)上的規(guī)范，對電機(jī)的性能方面的要求有：

1、調(diào)速范圍寬。應(yīng)該包含恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)兩個部分，在低速運(yùn)行的過程中所輸出的恒定轉(zhuǎn)矩相對較大，從而能夠讓汽車更快的啟動、加速、爬坡等，在高速運(yùn)行過程中所輸出的恒定功率，通常有著相對較大的調(diào)速區(qū)間，從而能夠滿足在平坦路面以及高速行駛時超車等需求。

2、效率以及功率密度較高。要確定能夠在較寬的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)速的區(qū)間中都有著極高的效率，從而減少功率的消耗，增強(qiáng)一次性充電的行駛路程。

3、可靠性高。無論是在什么條件下都要保證汽車擁有極高的安全性能以及很好的抗震功能[1]。

4、質(zhì)量輕，體積小、盡可能的使用鈦合金制作的外殼，并且要保持較高的轉(zhuǎn)速，從而使汽車的質(zhì)量變得相對較輕，強(qiáng)化電機(jī)和車體之間的匹配能力，使車體的可以利用的空間變大，進(jìn)而使乘坐時的舒適程度得到保證。

5、瞬時功率大，過載能力強(qiáng)。確保汽車可以擁有4-5倍的過載能力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)短時間里的快速行駛以及爬坡。

6、電壓高。如果條件許可的話盡可能的使用高電壓，從而進(jìn)一步使導(dǎo)線以及單機(jī)等設(shè)備的尺寸降到最低，尤其是可以使逆變器的成本得到大大減少，并且與此同時還要具有相應(yīng)的高壓保護(hù)裝置。

7、環(huán)境適應(yīng)性好。要符合汽車自身形式的具有差異性的環(huán)境，盡管是處于較差的環(huán)境中也可以順利運(yùn)行，有著較好耐潮濕以及高溫的功能。

8、制動再生效率高。在汽車減速的過程中，可以對制動進(jìn)行一定的反應(yīng)，把能量收回來并且返回電池，讓電動汽車的最佳使用效率能夠獲得充分展現(xiàn)。

二、電動汽車啟動電機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）感應(yīng)電動機(jī)

感應(yīng)電動機(jī)主要是憑借轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)，之后產(chǎn)生了感應(yīng)電流，把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，感應(yīng)電動機(jī)的主要優(yōu)點就是有著相對較高的可靠性并且生產(chǎn)費(fèi)用相對較少，因此在電動汽車的啟動電機(jī)中是比較常見的[2]。

（二）開關(guān)磁阻電動機(jī)

開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)點是生產(chǎn)成本相對較低，調(diào)速功能好、使用系數(shù)相對較高等等，將這種電機(jī)應(yīng)用在對汽車的驅(qū)動中是有著一定的優(yōu)勢性的。但是開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子組轉(zhuǎn)矩是穩(wěn)恒不變的，容易產(chǎn)生諧波分量，再刺激的端部極易產(chǎn)生飽和，并且線頭也相對較多，這樣一來就會使控制器的規(guī)劃變得困難，進(jìn)而帶來一定的噪音。

（三）永磁同步電機(jī)

永磁同步電機(jī)雖然應(yīng)用體積不是很大，但是是一種功率相對較大的電機(jī)，它的主要優(yōu)點還是轉(zhuǎn)速的區(qū)間范圍相對較廣，能夠進(jìn)行迅速啟動，運(yùn)行時的效率也是極高的，并且有著較寬大轉(zhuǎn)矩范圍。所以，這種電機(jī)適用于作為電動汽車的電機(jī)，并且在未來的發(fā)展也是相對較好的[3]。

三、驅(qū)動電機(jī)的未來展望

（一）混合勵磁電機(jī)

混合勵磁電機(jī)是在維持住電機(jī)效率的基礎(chǔ)下，對電機(jī)拓?fù)錁?gòu)造進(jìn)行一定的改變和完善，在兩種電機(jī)勵磁的共同作用之下產(chǎn)生電機(jī)主磁場，達(dá)到使電機(jī)主磁場能夠進(jìn)行控制以及調(diào)整的目標(biāo)，使電機(jī)的調(diào)速、調(diào)壓性以及驅(qū)動性能夠得到一定的變化和完善。這不但延續(xù)了永磁電機(jī)的各種優(yōu)勢以及特征，并且還擁有平滑以及可調(diào)整性等優(yōu)勢。

（二）雙定子永磁電機(jī)

雙定子永磁電機(jī)是原有電機(jī)體積不變的條件下增多定子的數(shù)量，讓氣隙數(shù)量有原有的一層變成兩層甚至是多層的一種全新的永磁無刷電機(jī)。因為轉(zhuǎn)矩的增加，對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一定影響的轉(zhuǎn)矩也會在一定程度上增加，進(jìn)而使電機(jī)整體性的功率以及轉(zhuǎn)矩密度獲得一定程度的增強(qiáng)。因為這種電機(jī)的機(jī)械集成度是相對較高的，因此它也就具有了動態(tài)性強(qiáng)、響應(yīng)迅速、驅(qū)動靈活以及構(gòu)成材料能夠合理利用等優(yōu)勢[4]。

（三）記憶電機(jī)

記憶電機(jī)也被叫做可控永磁電機(jī)，和普通的永磁電機(jī)有著一定的差別就是永磁材料的自身磁化性可以在短時間里進(jìn)行相應(yīng)的充磁、加磁以及去磁使電動勢能獲得一定的變化，并且在充磁以及去磁之后它的磁化也可以被保存。所以也就有了更加廣泛的調(diào)速區(qū)間以及范圍，與此同時還能夠防止產(chǎn)生除此之外的相應(yīng)的消耗，其本質(zhì)是一種全新的簡潔但是高效的弱磁控制技術(shù)。

（四）非晶電機(jī)

這是一種使用非晶合金對傳統(tǒng)的以硅鋼片為中心的材料進(jìn)行代替的節(jié)能、高效的全新種類的電機(jī)。它在高頻下的消耗是相對較少的，并且有著極高的效率，和同樣標(biāo)準(zhǔn)的其他電機(jī)相比較，不管是在體積還是在質(zhì)量上都減少了，使能源資源的利用效率獲得了顯著提高。對于相同種類的新能源汽車，如果使用非晶電機(jī)的話，可以進(jìn)一步增加行駛路程，如果行駛路程相同的話，則可以使電池的消耗得到進(jìn)一步的節(jié)約。因此，非晶電機(jī)借助更高的效率以及功率密度的特點替代傳統(tǒng)模式下的高效電機(jī)。

結(jié)束語

經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，使人們生活水平日益提升，所以這也就對環(huán)境質(zhì)量有著相對較高的要求。為了可以進(jìn)一步促進(jìn)社會的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，新能源汽車將會取代傳統(tǒng)形勢下的是由燃料汽車，例如混合動力或者是電動汽車、氫燃料或者是太陽能汽車，這也是汽車行業(yè)在將來的重要發(fā)展方向，新能源汽車的發(fā)展愿景是相對較好的，但是在技術(shù)上水平還應(yīng)該進(jìn)行一定的研究和發(fā)展。新能源汽車作為當(dāng)今社會節(jié)約節(jié)能的具有一定優(yōu)勢的產(chǎn)品，它的進(jìn)一步發(fā)展也為低碳環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展有著重要影響。同時也為世界汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展帶來了全新的希望。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅柏松.淺談電機(jī)在新能源汽車上的應(yīng)用[J].科技視界，2017（9）：250-250.

[2]段殼，沈天賜.新能源汽車中交流永磁電動機(jī)技術(shù)的應(yīng)用[J].汽車實用技術(shù)，2017（16）：105-107.

[3]徐金.新能源汽車電機(jī)的發(fā)展分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（9）：19-20.

[4]嚴(yán)蓓蘭.新能源汽車電機(jī)發(fā)展趨勢及測試評價研究[J].電機(jī)與控制應(yīng)用，2018（6）：109-116.

（作者單位：鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院）