李京鑫 史彦

1.马鞍山职业技术学院机械工程系 安徽省马鞍山市 243031 2.马鞍山职业技术学院电气工程系 安徽省马鞍山市 243031

1 引言

新能源汽车的出现打破了传统汽车能源供给的规则，用电机将传统汽车中的动力来源发动机替换，根据能量守恒的定律，将电机产生的汽车电能转化成让轮胎滚动的机械动能，使得新能源汽车可以正常的行驶。电机对于新能源汽车来说是非常重要的一个组成部分，新能源汽车运行所需要的所有能量都来源于电机。电机的样式十分繁多，我们新能源汽车比较常用的是驱动电机系统。

2 新能源汽车中驱动电机简介

图1 电驱动系统结构图

驱动电机为三相永磁同步电机，用作纯电动轿车的驱动，安装于前舱位置。此类电机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高等特点。

在控制器的控制下，电机能在宽广的速度范围内工作，以满足纯电动轿车的运行工况：

电机内置旋转变压器一个，用于检测转子的转速和位置，以实现对电机的矢量控制；电机冷却方式为液冷结构。

表1

图2

电机控制器的主要功能有：

1控制电机运行在电动模式或发电模式；

2电机驱动系统的扭矩控制；

3具有过温、过流、过压等保护功能；

4具有CAN通讯和诊断功能；

表2

3 新能源汽车的电机功能需要

新能源汽车的具体电机在正常启用和行驶的前提下，还要全面考量司机在驾驶新能源汽车时是否舒适，帮助新能源汽车更好地适应驾驶环境状况，达到新能源汽车在长期驾驶的情况下只需要充一次电的效果。所以，新能源汽车在电机在的相关功能方面有着比较特殊的要求，下面进行详细阐述：

第一，新能源汽车的具体电机有着更高层次的效率方面标准和功率密度方面的标准。在新能源汽车中，电机的转动速度范围比较大，转矩范围中具备较高效率，由此一来，功率方面的损耗程度便会大大降低，在一次性充电之后，新能源汽车的持续性行驶的总距离会有一个较大幅度的提升。

第二，对于新能源汽车来说，电机在调节速度时达到的范围需要比较广。在新能源汽车中，恒定转矩及恒定功率是具体电机所必备的，确保新能源汽车在行驶速度较慢的情况下也能保证较高的恒定转矩，如此一来，新能源汽车可以在负重情况下开往上坡路，保证新能源汽车在使用时的速度能快速提高，维持新能源汽车的启用效率；当新能源汽车在行驶速度较快时，对应的电机功率可以较稳定的从外部送往内部，速度的调适有更多选择，这时，在比较平整的路面上，新能源汽车可以保持高速行驶，新能源汽车还能够快速超车。

第三，保证新能源汽车正常运行的电机的安全性较高。在任何情况下，电机都要保障新能源汽车的行驶的可靠性，均需保证新能源汽车运行安全比较好，并且具有抵抗冲击与振动的功能。

第四，保持新能源汽车具体电机相关瞬时功率比较高，维持过载能力相对较大。需维持新能源汽车存在多倍过载功能，可以使新能源汽车能够较快提高运行速度，并能够满足较高坡度运行要求。

第五，为了提升新能源汽车的使用舒适度，新能源汽车的空间利用率需要不断提高，为了让新能源汽车转动的效率更高，新能源汽车的重量应减轻。由此，电机的外壳应选择材质较轻的金属制作，电机的质量就会比较小，并减少电机所占的空间。

第六，在符合新能源汽车对电机相关需求的前提下，新能源汽车的电机的电压应越高越好，尽量减少把直流电能转变成定频定压或调频调压交流电的转换器的成本，与此同时，要做好安全保障，设置高电压保护装置，提升电机使用的安全性。

第七，对于新能源汽车来说，对应电机需要提高制动再生效率，新能源的制动状况要在低速行驶的情况下反映出来，并将动力能源收集至电池中，使得新能源汽车可以恰如其分地利用动力能源，达到环保的要求。

第八，新能源汽车的电机可以较好地应对各种各样的运行处境。对应新能源汽车运行的电机需要有较高的耐热和耐潮性能，以便在行驶时可以在较差的环境下正常工作，更好地应对不同的运行处境。

第九，对应新能源汽车运行时的电机还需要其他功能。1.电机可以进行大规模生产；2.电机在运用和修缮方面要有可操作性，一是简单易操作，二是维护的成本较低；3.电机在运转时保持较低的音量，不产生噪音；4.电机的结构比较简洁不复杂。

4 新能源汽车的电机应用情况

新能源汽车改变了传统的驱动方法，它的能源采用了电力，取代了曾经的燃油，能够增加可再生能源的使用，达到保护生态环境的效果。内燃机发动新能源汽车靠的是将热能更换成机械能，无法顺应新能源汽车各个零件的需求，为了改变用燃油驱动汽车的方法，新能源汽车的发动机要改燃油发动为电机。电机替代内燃机对新能源汽车进行发动，电机可顺利利用机械能发动新能源汽车。这样新能源汽车工作效能更大，满足保护生态、节省资源的目的。

随着科技的发展，新能源汽车改良了部件的操作方法，有手动操作方法改良为自动操作方法。这种操作方法的改良体现在一下几点：能够运用电机收起和操控新能源汽车的后视镜；能够用电机操控新能源汽车的雨刷、闭锁系统；能够运用电机上升或落下新能源汽车的窗户。

第一，将电机应用于新能源汽车的后视镜操作系统中，可将手动操控方法改善为自动操作方法。电机可以利用电能，操控新能源汽车的后视镜方向，这样操纵后视镜的方法更加方便且安全，新能源汽车的司机一方面可以将精力集中在驾驶上，不用手动调节后视镜，另一方面能迅速了解后行汽车的情况，这就增加了行车的安全性，避免交通事故的发生。

第二，可将电机应用于新能源汽车的雨刷和闭锁系统中。在新能源汽车行驶的过程中，一旦有人将无意中将车门打开，会造成极大的安全隐患。针对这种隐患，闭锁设置可让司机操控车内所有的车门，使其开启或关闭。闭锁系统大大减少了因车门意外开启而造成的交通事故的发生率，降低了车辆行驶的安全隐患。电机为闭锁设置提供动力支持，是新能源汽车平稳安全运行的重要保护装置。

第三，可将电机应用于新能源汽车的窗户玻璃操纵系统中。汽车的窗户玻璃曾经采用手动控制的方法，这多少会分散汽车司机的精力，增加驾驶的危险性。而电机和减速器可以改善这种状况，实现新能源汽车窗户玻璃的自动上升和落下。

新能源汽车底盘的电机应用主要包括以下方面，一，将电机运用于助力转向；二，将电机应用于避免车轮抱死。

汽车依靠电力进行助力转向。传统的汽车依靠蓄电池的电力完成助力转向，这种方式的供能相对不稳定，需要不断更换电池，一旦电力耗尽，就会给驾驶者带来不必要的麻烦。而新能源汽车可利用电机为助力转向提供能源，根据电机电力的大小和对应转矩状态，新能源汽车可自行调整转向，并选择转向的速率。

车轮抱死是制动器将轮胎夹紧，轮胎对于制动器没有相对运动，轮胎相对地面滑动的一种现象。车轮抱死会产生以下后果：大大增加车胎的损耗程度；增加汽车行驶的危险系数，车轮一旦抱死，发生侧滑、甩尾、急转的可能性大大提高。因此，预防车轮抱死是新能源汽车运行的重要课题。新能源汽车可利用电机预防车轮抱死，减少汽车在运行中的危险系数，具体的操作方法是将每个车轮上安装电动传感器，检测车轮的转动速度，时刻把握轮胎的情况，一旦发现车轮抱死现象出现，会迅速反馈给司机和相对的车辆零件。

5 新能源汽车中关键驱动电机系统

矩形波式无刷直流电机和正弦式永磁同步电机是新能源汽车中永磁同步电动机的两种常用电机。矩形波式无刷直流电机的优点是比较稳定，不被电磁波干扰，不产生换向火花，它的输出也不易产生波动，这些特点决定了矩形波式无刷直流电机可以使用很长时间。矩形波式无刷直流电机因其高效能、高稳定性，大多数人选择运用这种电机于新能源汽车中。

矩形波式无刷直流电机也包含一些缺点，它的制作成本比较高，因为矩形波式无刷直流电机系统中的永磁体造价昂贵，整个系统又比较纷乱庞杂。如何简化未来的矩形波式无刷直流电机的操作系统，如何降低它的制作成本，就成为了相关研究者急需研究、解决的问题。

交流感应驱动电机系统的对应电机一般是三相异步电机。三相异步电机的优点是易于控制，内部的具体构造比较简洁。三相异步电机的运行系统比较平稳，使用时间可以维持得比较长，维修和保养的频率可以比较低，这就降低了使用的成本，三相异步电机的使用效果相对来说比较好，和其它类型的电机进行比对，它的性能值和价格值比就较为合理。

三相异步电机的缺点是它所需要的电力比较多，储蓄在新能源汽车中的电力不能完全维持三相异步电机的运作，所以新能源汽车很难完全依赖三相异步电动机完成长途行驶。与此相应的是，三相异步电机需要大量电力，也提升了它的使用成本。三相异步电机在应用于新能源汽车时，应保持平稳的感应电机功效，防止缩短三相异步电机的有效使用时间。

集中电机完成驱动及将内燃机改成电动形式是新能源汽车中交流感应驱动电动机的两种常采用的方式。 集中电机完成驱动的成本价格比较能够被把握，缺点是在生产方面，不易被大批量产出。

6 结束语

综上所述，新能源汽车电机功能具有多角度、全方位的需要，通过探讨新能源汽车电机的具体运用情况，我们可以得出以下结论：电机对于新能源汽车发动机、零部件、底盘来说，具有较高的实用价值；常用于新能源汽车中的关键驱动电机系统是永磁同步驱动电机系统、交流感应驱动电机系统等；在新能源汽车中运用电机，可以增强新能源汽车运行的安全性，削减对不可再生能源的消耗，与当今时代的环保主题不谋而合，满足维护生态环境的要求。