电动汽车驱动电机类型选择

CEVE规程本期内容：按照纯电动（BEV）、夹杂动力汽车（HEV）、插电式夹杂动力汽车（PHEV）电气化水等分歧，连系车辆结构特点、工况中机电的需求，总结通用电动汽车生产方案中机电类型的选取。

1 概述

按照电气化水等分歧，车辆可分为下列几种类型：传统燃油车、轻混、全混、插电式夹杂动力汽车、增程式电动汽车、纯电动汽车。

图1 车辆电气化水等分类

车辆电气化水等分歧，机电的功率及机电功率损耗有很大分歧。按照车辆的使用情况，机电持续运行和峰值运行存在较大区别，对机电的选型及其热电磁设计有很大影响。

常用的车用机电（永磁同步机电PMSM、感应机电IM和开关磁阻机电SRM）高效区散布如图2所示。下面别离对分歧类型电动汽车机电类型选择进行分析。

图2 各类型机电高效区散布

• 永磁同步机电：由于不需要励磁电流，永磁同步机电在标称转速范围内提供了较高的整体效率。永磁同步电动机的主要损失是铁损，主要发生在定子，可以通过机箱冷却系统来消除。永磁同步机电的功率密度和等效电流密度都跨越了感应机电。其主要缺点是稀土磁体的本钱相对较高。
• 感应机电：感应的主要损失是欧姆损耗。由于磁场削弱范围内的磁化电流较低，欧姆损耗削减，因此感应机电提供了较宽的速度范围及高速区内相对较高的工作效率。缺点是转子的热损耗，需要冷却、限制过载容量；制造进程公役要小，以削减磁化电流，从而增加生产本钱。
• 开关磁阻机电：开关磁阻机电提供了与感应机电相似的功率密度和效率，且结构简单，无转子绕组，定子绕组集中，具有较好的热性能；但低速时转矩脉动大，控制相对复杂。

2 轻度夹杂动力汽车

轻度夹杂动力汽车搭载机电要满足车辆起步助力时启停需求，同时需要为车辆提供辅助动力。因此，对于轻度夹杂动力汽车的机电来说，在驱动模式下需要较高的启动和启动助力力矩，在较高的速度下需要相对较高的功率，以及在较宽的速度范围内能够杰出的恒功率工作。在轻度夹杂动力系统中，机电通常是皮带驱动，时刻与发动机相连，即使不发生任何扭矩也要与发动机随转，则减小转子旋转损耗很是关键。感应机电很是适合上述要求，同时与永磁机电相比，本钱更低。通用Chevrolet Lacrosse mild-hybrid正是选用的感应机电。

图3 轻度夹杂动力汽车机电转矩、功率需求示意

3 全混/插电式夹杂动力汽车

功率分流结构在全混和插电式夹杂动力汽车中很常见，通常有两台机电，一个电动机、一个发机电，在很洪流平上决议了机电的选型和结构。

通用Cadillac

图4 Cadillac CT6 PHEV功率流

图5 卡迪拉克CT6在US06、Urban、Highway工况机电转速转矩

4 纯电动或增程式电动汽车

纯电动或增程式电动汽车的机电工作负荷明显高于全夹杂动力或插电式夹杂动力汽车的机电，机电转矩和功率要求也较高。

纯电动汽车：通常采用单机电驱动系统，同样驱动机电要能够满足所有车辆的加速和驱动要求。第一代通用纯电动Chevrolet

增程式电动汽车：在第一代通用Chevrolet

图6 Chevrolet Volt功率流

5 小结

本文先容了通用电动汽车机电选型，针对车辆结构特点和运行工况中机电工作特点，对机电类型的选择。