电动汽车驱动电机类型种类和结构原理图

日期:contents•新能源汽车电机概述•新能源汽车电机的技术原理目录•新能源汽车电机的性能参数•新能源汽车电机的应用和案例•新能源汽车电机的挑战和前景展望新能源汽车电机概述01新能源汽车电机是指应用于新能源汽车中的电动机，它是将电能转化为机械能，从而驱动车轮行驶的装置。

新能源汽车电机的主要作用是产生驱动力，使车辆具备行驶能力。

同时，电机还能回收制动能量，提高能源利用效率，降低能耗。

新能源汽车电机的定义和作用作用定义类型：新能源汽车电机主要分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等几种类型。

特点直流电机：结构简单、成本低、控制技术成熟，但维护成本高、体积大、重量重。

交流异步电机：结构简单、坚固耐用、成本低，但效率低、调速性能差。

永磁同步电机：效率高、功率密度高、调速范围广，但成本高、控制技术难度大。

开关磁阻电机：结构简单、成本低、效率高，但噪音大、振动大、控制技术不够成熟。

新能源汽车电机的类型和特点高效率提高电机的运行效率，降低能耗，提高续航里程。

智能化引入人工智能、物联网等先进技术，实现电机的智能化控制和管理，提高电机的运行性能和可靠性。

集成化将电机与变速器、控制器等关键零部件集成设计，减小整体体积和重量，提高传动效率和整车性能。

同时，集成化也有助于降低生产成本和维护成本，提高新能源汽车的市场竞争力。

高功率密度提高电机的功率密度，减小电机体积和重量，提高车辆的动力性和燃油经济性。

新能源汽车电机的发展趋势新能源汽车电机的技术原理02新能源汽车电机利用电磁感应原理，在定子绕组中通入交流电，产生旋转磁场，使转子在磁场中受到力矩作用而旋转。

电磁感应原理部分新能源汽车电机采用永磁同步技术，利用永磁体的磁场与定子电流产生的磁场相互作用，实现高效、稳定的动力输出。

永磁同步技术电机的基本工作原理直流电机驱动方式具有简单、成本低的优点，但体积较大、效率相对较低，在部分早期新能源汽车中有应用。

直流电机驱动交流异步电机驱动方式具有较高的效率和可靠性，成本适中，在新能源汽车中得到广泛应用。

新能源汽车四种常用电机驱动系统详解我国车用电机在全球资源条件下具有明显的比较优势，发展潜力较大。

从新能源汽车的产业链来看，受益端将主要集中在核心零部件领域。

国内车用驱动电机行业现状：电机业中的小行业、但制造门槛高，电机驱动系统还存在较多差距与不足，但国内政策扶持将加快产业步伐。

作为新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一，图1，驱动电机及其控制系统未来发展前景可观。

驱动电机系统简介新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。

在纯电动汽车上体现尤为明显：以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需自动变速箱。

相对于自动变速箱，电机结构简单、技术成熟、运行可靠。

传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因；而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩，在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置，操纵方便容易，噪音低。

与混合动力汽车相比，纯电动车使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，结构更简化，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，节省了汽车内部空间、重量。

电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。

电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶，选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素，因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。

驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。

电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。

电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。

纯电动汽车的驱动电机系统详解驱动电机系统是电动汽车三大核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。

一、驱动电机系统介绍驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器(MCU)构成，通过高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接，如图1所示。

整车控制器(VCU)根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器MCU发送指令，实时调节驱动电机的扭矩输出，以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。

电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测，并把相关信息传递给整车控制器VCU，进而调节水泵和冷却风扇工作，使电机保持在理想温度下工作。

驱动电机技术指标参数，如表1所示，驱动电机控制器技术参数如表2所示。

1、驱动电机永磁同步电机是一种典型的驱动电机(图2)，具有效率高、体积小、可靠性高等优点，是动力系统的执行机构，是电能转化为机械能载体。

它依靠内置旋转变压器、温度传感器(图3)来提供电机的工作状态信息，并将电机运行状态信息实时发送给MCU。

旋转变压器检测电机转子位置，经过电机控制器内旋变解码器解码后，电机控制器可获知电机当前转子位置，从而控制相应的IGBT功率管导通，按顺序给定子三个线圈通电，驱动电机旋转。

温度传感器的作用是检测电机绕组温度，并提信息供给MCU，再由MCU通过CAN线传给VCU，进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作，调节电机工作温度。

驱动电机上有一个低压接口和三根高压线(V、U、W)接口，如图4所示。

其中低压接口各端子定义如表3所示，电机控制器也正是通过低压端口获取的电机温度信息和电机转子当前位置信息。

2、驱动电机控制器驱动电机控制器MCU结构如图5所示，它内部采用三相两电平电压源型逆变器，是驱动电机系统的控制核心，称为智能功率模块，它以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路。

新能源汽车驱动电机结构与⼯作原理驱动电机是电动汽车驱动系统的核⼼部件，是车辆⾏驶的主要执⾏机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动⼒性、经济性和舒适性。

它是把电能转换为机械能的⼀种设备，它利⽤励磁线圈，产⽣旋转磁场形成磁电动⼒旋转⼒矩。

导线在磁场中受⼒的作⽤，使电机输出转矩。

1驱动电机的作⽤驱动电机、电控系统、动⼒电池是电动汽车的核⼼部分，称为“三电”。

在电动汽车上，驱动电机替代了传统汽车上的发动机和发电机，传统汽车通常是把化学能转换为机械能驱动车辆⾏驶，⽽驱动电机既可以将电能转换为机械能驱动汽车⾏驶，也可以作为发电机将机械能转换为电能，并存储在动⼒电池内。

电机控制器将动⼒电池的⾼压直流电变换为驱动电机的⾼压三相交流电，使驱动电机产⽣⼒矩，并通过传动装置将驱动电机的旋转运动传递给车轮，驱动汽车⾏驶。

图1所⽰为驱动电机动⼒传输图。

图1 驱动电机动⼒传输图驱动电机不仅可以驱动车辆⾏驶，⽽且可以进⾏制动能量回收。

图2所⽰为驱动电机制动能量回收⽰意图。

驱动电机在制动、缓慢减速时，整车控制器发出相应指令，使驱动电机转换为发电机发电⼯况，此时驱动电机会将车辆动能转换为电能，通过电机控制器以电能的形式向动⼒电池充电。

图2 驱动电机能量回收图2驱动电机的特点1、体积⼩、功率密度⼤由于新能源汽车的整车空间有限，因此要求驱动电机的结构紧凑、尺⼨⼩，这就意味着驱动电机和电机控制器的尺⼨将受到很⼤的限制，必须缩⼩驱动电机的体积，提⾼电机的功率密度和转矩密度。

因此⼀般选⽤⾼功率密度的永磁同步电机作为驱动电机。

2、效率⾼、⾼效区⼴、重量轻新能源汽车驱动电机的第⼆个特点就是效率要⾼、⾼效区要⼴、重量要轻。

由于当前充电桩尚未⼴泛普及，续驶⾥程短⼀直是新能源汽车的短板，提升续驶⾥程的⽅法有：①提升驱动电机的效率。

②驱动电机的⾼效⼯况区要⾜够⼴，保证汽车在⼤部分⼯况下都处于⾼效状态。

③减轻驱动电机重量，间接降低整车功耗，提升续驶⾥程。

电动汽车驱动电机结构与原理电动汽车驱动电机可以分为两大类：直流电机和交流电机。

在这两类电机中，又有不同类型的电机，它们的结构也各不相同。

下面分别对这两类电机的结构做简要介绍：1. 直流电机结构(1) 励磁系统：励磁系统是直流电机中的一个关键部件，它通过产生磁场使电机转动。

励磁系统又分为两类：永磁体励磁和电磁体励磁。

(2) 转子：转子是电机中的运动部件，通过在磁场中旋转来产生电动势和驱动负载。

(3) 定子：定子则是电机中的静止部件，它包裹着转子，构成了电机的磁场。

(4) 风扇：风扇则是电机的附件，用来冷却转子和定子，以保证电机的正常运行。

与直流电机不同，交流电机采用的是交流电源，也可以根据转子的工作原理分为异步电机和同步电机。

交流电机的主要结构如下：(1) 定子：与直流电机一样，交流电机中也有定子，它固定在电机外壳内，分为单相和三相两种类型。

(2) 转子：交流电机中的转子，在同步电机中与磁场的旋转速度相同，而在异步电机中则会因为转子的存在而产生滞后转角。

(3) 感应器：感应器则是异步电机中的重要部件，它探测磁场的变化并反馈给电机控制系统，以实现电机的控制。

(4) 风扇：风扇同样是交流电机的辅助部件，用来降低电机温度并延长使用寿命。

电动汽车的驱动电机是将电能转换为机械能的重要装置。

从物理学的角度来看，电动汽车驱动电机的工作原理可以统一为电磁感应原理。

也就是说，电动汽车驱动电机通过在磁场中运行的电流，产生磁场并利用与磁场相连的杆件进行机械运动。

直流电机的工作原理是利用磁场对导体中运行的电流的作用力来实现机械运动。

当流经导体的电流遇到磁场时，就会受到洛伦兹力的作用，产生一个旋转力矩，推动电机转动。

由于磁场的作用，导体中的电流也会产生旋转磁场，形成了电机旋转所需的电磁场。

2. 交流电机原理交流电机的工作原理则可以分为同步电机和异步电机两种类型：(1) 同步电机原理：同步电机的转子磁场和定子磁场的极间距离始终不变，它们的转速永远相等。