电动汽车不同电机及驱动器的比较



电动汽车不同电机及驱动器的比较

用于电动汽车的电机及其驱动器需要高能量密度、响应速度快、瞬时能量大、常力矩区域宽、常功率区域宽、成本低、鲁棒性好、效率高、低速力矩大等特性。

主要介绍和比较开关磁阻电机、感应电机、直流无刷电机、永磁同步电机以及驱动器的效率、成本、质量、冷却效果、最高转速、可靠性、容错性、额定功率和汽车加速时间等相关性能。根据研究结果，电动汽车选用永磁同步电机与直流无刷电机及其驱动器的效率以及能量密度最高；选用直流无刷电机及其驱动器时其成本最低；开关磁阻电机的质量最轻、可靠性也很高，以加速时间为评价标准时其容错性能优于感应电机和直流无刷电机。因此，开关磁阻电机及其驱动器是电动汽车的最好选择。

以下是各种电机的性能分析。

（1）直流电机。其控制简单，鲁棒性好，分为有刷和无刷直流电机。直流有刷电机低速力矩较大，有很好的转矩-转速特性，但其缺点是体积较大、效率较低、可靠性较低且需要经常维修。

（2）感应电机。其结构简单、可靠性高、鲁棒性好、不需要经常维修、成本较低且能工作于恶劣环境。该电机力矩和磁场控制可划分为矢量控制，但与永磁同步电机相比，其效率较低、能量损失较大。

（3）永磁同步电机与直流无刷电机。这两种电机的能量密度高、效率高于感应电机、常力矩区域较小，但其高速制动时的安全性较低，磁体易受高温影响。

（4）开关磁阻电机。其控制简单，高速时具有宽的常值功率，容错性较好，力矩-转速特性以及鲁棒性好。该电机效率可超过95%，接近感应电机，其具有无需维修、成本较低的优点。

Merve Yildirim. 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition，Antalya, Turkey 21-24 Sept 2014.

编译：刘欢