新能源汽车动力电机分类

时间: 2024-10-27 04:10:09 |   作者: 安装方式

  在日常生活中新能源汽车的电机主要有两种类型，异步感应电机和永磁同步电机。

  许多消费者知道这两种类型的电机，但对它们的原理却并不是非常的了解，尤其是它们的优势和劣势。

  既然已经因为新能源汽车而对这方面有了一些初步了解，何不深入一下呢，那么今天就和大家普及下这两种电机，并从中分析出它们的优劣之处。

  异步感应电机是由电机发明家尼古拉·特斯拉于1887年首次设计出来的，这种电机同其他电机相比，结构上很有主要的不同之处，所以其名字才叫做“异步”。

  异步感应电机是由定子和转子两个部分所组成的，其中定子是一个由多个绕组以及铁芯交替排列而成的，可以看作是电机输入功率的地方。

  而转子则是由多个导体杆与在允许电压下不导电的材料相连而成的环，与别的类型的电疗动机的转子所不同的是，异步感应电机的转子是无励磁线圈或永磁体存在的。

  因此在设计时，这类电机可以凭借材料强度和结构坚固性来获得更高的极限转速。

  然而就在这个情况下，就让异步感应电机冒出了明显不足，那就是峰值效率略低于永磁同步电机。

  虽然就转子不需要励磁装置这一优势来说，在大功率高转速下，异步感应电机能够得到较高的功率，因此在大型发电设备上得到了广泛应用，但在低速高效率下却并不理想。

  为了应对这样的情况，目前很多行业已经利用了科学技术创新优化了这种异步电机，比如蔚来汽车就利用这种技术，将这种异步电机的体积进行了大幅缩小。

  使得这些异步电机能够在有限的空间内做到合理布局，节省了大量空间的使用，而且其动力性能以及续航性能方面也进行了很好的优化，因此拥有了现在我们市面上很流行的大型SUV以及MPV等车型。

  一台能够优化高效率和高功率输出能力的双馈异步感应电机作为前驱动系统，另一台则是一台能够优化低速高效率运作时的状态下工作的永磁同步电机作为后驱动系统。

  但是它们不是各干各活，而是在动态行驶状态下根据最优工作状态对彼此进行负载调整，以此来保证车辆动力性与续航性之间达到了极致平衡。

  永磁同步电动机则是现代特有的一类，也是近年来在新能源汽车及其领域内最广泛使用的一类主流电动机。

  其工作原理同样与异步感应电机一样，区别仅在于，它拥有一组在转子的固定永久磁铁，因此得名。

  永磁同步电动机作为一款新型车型，其能量转换效率相当高，对磁场极性要求也并不严格，因此其几乎能直接适用于各种控制算法，并且有很好的控制精度。

  但是也是因其这一特性，就让高转速的时候就不行了，由于其高转速时，永磁体的强筛强度会增加，这就导致了它有极大几率会出现退磁现象，因此导致控制困难甚至控制失败。

  然而实际上为了更好的提高永磁同步电动机的高转速工作上的能力，从而避免退磁现象或者降低性能损失，许多工程师利用特殊合金基材或晶粒取向材料来减小退磁效应。

  此外，这些材料能加强永磁体强度，提高诱导力，从而增强电动机整体性能，虽然这样来说，在成本方面要比较昂贵，但为了可以实用，工程师们也是绞尽脑汁。

  美国特斯拉公司就曾尝试使用钕铁硼永磁体，并且这样一种材料在制作的完整过程中，常常采用一种专业化学处理技术，这种特殊技术能大大降低退磁现象，从而获得更好的性能，但是这一要求在物料方面有时并不好控制，但在总量方面却会增加许多。

  为了克服这一现象，在永磁同步电动机中可以加一个工程师设计的新颖方法，那就是将一组无法控制的部分元素引入到材料中去限制晶粒的一致性，这样一来，在组成元素方面就被称为“非计量元素”，但是这明显降低了物料成本，这样的解决方法不仅大范围的应用于一些工业领域，其实现在也应用到了汽车行业及别的行业上。

  以特斯拉Model 3车型为例，前两轮驱动版本搭载的是一款双感应后驱向设计，有充足高功率密度和高性能指标，为车辆提供强大动力，同时也为低速高效率运行提供了一流动力保障。

  在电动汽车行业上宝马这一品牌也是比较火热的，它的新款车型中搭载了一种独特功能，即“励磁”电动机，这款车型与其他汽车最大的不一样就在于它的设计灵感,这款独特设计灵感来源于本田等日本品牌，它们在这一领域一直走在首位，并且在许多其他技术上领先宝马，这一设计也让宝马有一种紧追其后的感觉。

  不久之后，宝马也研发出了一款新型发动机制冷剂注射系统，这一系统能够最终靠控制进气过程精细调节发动机温度，以此来保证排放控制和性能的一致性。

  了解了这一改革之后，我们再重新审视宝马所研发出的这款励磁发动机就会发现，其灵感也是来源于本田等品牌设计的一些排气管系统，通过合理化改进来提升发动机整体性能。

  这一设计也很快适用于台湾地区所生产的一款名为“GRAZIA”的摩托车，这款摩托车由于采用了一种新颖的排气管设计，使得其排放更为环保，也使宝马与本田等日本品牌之间维持了平衡，新型发动机制冷剂注射系统则很快应用到了其他宝马摩托车产品上去，如C 400 X等车型上。

  那么这款励磁发动机又是如何克服传统汽车所存在的问题，在不影响加速能力及续航方面，相比那些传统的永磁体转子来说又有何优势呢?

  主要是在一些范围内调节转子的磁场强度，这样一来就达到一种能调整功率输出从而满足续航需求的功能，就如同发动车上的油门所起到的一样作用。

  当然除了这种方式外，还有一个方法是通过改变定子中的励磁流量，这样也还是为了能够让您体验到强大的加速性能与电池使用之间得到平衡的一种方法。

  宝马所采用的这种“励磁”系统最大的优点，就应该兼顾动力与续航方面，而且对于控制这些功率输出方面，加些能够格外的简单直观地理解，比如“D1-D3”三个模式下所选择的功率都是不一样的，从而使消费人能获得更直观地体验。

  新能源动力电动汽车有着众多种类，因此汽车中所配备的车用动力系统都要经过仔细地计算选择，以此实现合理分配和开启最优工作状态，这样不但可以降低系统成本，提高汽车动力性，同时也是新能源车用动力产生更大动力的一种表现。

  随着新能源汽车技术的发展以及电池技术水平提升，不管是效率还是功率密度都有几率发生很大的变化，因此这些将改变目前我们所说的这些电动机会遭遇到更多新的竞争。

  从整体设计方面来看，更深度地集成电池和蒸汽动力组件，将有可能不仅解决我们当前最大的问题，还可以优化空间使用效率，提高整车性能。

  新材料的发展也可能让我们重新思考目前我们所用材料都有很大的潜力，在这里，我们将获得更轻量、更出色性能的马达结构。

  随着人工智能日益普及，我们或许会迎来智能化时代，将实时信号整合到多个组件之中，不断调整马达性能，以满足一直在变化条件下最优解。

  我国汽车市场一直在变化发展政策和消费趋势，这让我们不得已考虑更细分化的马达技术，以满足特定市场需求。

  随着市场环境和技术进步，这可能会推动创新程序，为每个市场带来更适合产品。