电动汽车因其环保、节能、便携的特点,越来越受到各国的重视。目前,电动汽车正处于快速发展阶段。电动汽车电机作为电动汽车的核心部件,主要包括DC电机、交流三相感应电机、永磁无刷DC电机和开关磁阻电机。

有刷DC电机的主要优点是控制简单,技术成熟。它具有交流电机无可比拟的优良控制特性。在电动汽车的早期发展中,使用了DC汽车。即使现在,一些电动汽车仍然由DC汽车公司驾驶。但是,电刷和机械换向器的存在,不仅限制了电机过载能力和转速的进一步提高,而且如果长期运行,还需要经常维护和更换电刷和换向器。另外,由于损耗存在于转子中,散热困难,限制了电机矩质比的进一步提高。鉴于DC电机的上述缺陷,新开发的电动汽车基本不使用DC电机。

交流三相感应电动机是应用最广泛的电动机。它的定子和转子由硅钢片叠压而成,定子之间没有滑环、换向器和其他接触部件。结构简单,运行可靠,经久耐用。交流感应电机的功率覆盖范围很广,转速达到12000 ~ 15000 r/min。可采用风冷或液冷,冷却自由度高。对环境适应性好,可实现再生回馈制动。与同功率的DC电机相比,效率更高,重量减轻一半左右,价格低廉,维修方便。

永磁无刷DC电机是一种高性能电机。它最大的特点是具有DC电机的外特性,没有由电刷组成的机械接触结构。另外,它采用了永磁转子,没有励磁损耗:加热的电枢绕组安装在外定子上,散热容易。因此,永磁无刷DC电机无换向火花,无无线电干扰,使用寿命长,运行可靠,维护简单。此外,它的速度不受机械换向的限制,如果使用空气轴承或磁力轴承,它可以以每分钟几十万转的速度运行。与无刷DC电机系统相比,永磁电机系统具有更高的能量密度和更高的效率,在电动汽车中具有良好的应用前景。

开关磁阻电机是一种新型电机。该系统有许多明显的特点:它的结构比其他任何电机都简单。电机转子上没有滑环、绕组和永磁体,定子上有简单的集中绕组。绕组端部较短,没有相间跳线,便于维护和维修。因此可靠性好,转速可达15000转/分。效率可达85% ~ 93%,高于交流感应电机。损耗主要在定子,电机容易冷却;转子元件永磁调速范围宽,控制灵活,容易实现各种特殊要求的转矩-转速特性,并在较宽范围内保持高效率。更适合电动汽车动力性能要求。

目前,特斯拉作为电动汽车制造的龙头企业,使用三相感应电机,而其他大多数电动汽车制造商使用永磁无刷DC电机。原因不是三相感应电机在电动汽车上的应用比永磁无刷电机更先进,而是特斯拉上使用的异步电机技术有了重大突破。以前异步电机最大的缺陷就是转子转速难以控制,但是随着现代半导体控制技术的发展,这个问题已经解决了。特斯拉有所突破,很好地利用了交流三相感应电机重量轻、体积小的特点。

电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电机,最早的是控制性能最好、成本较低的DC电机。随着电机技术、机械制造技术、电力电子技术和自动控制技术的不断发展,交流电机、永磁无刷DC电机和开关磁阻电机表现出优于DC电机的性能。在电动汽车中,这些发动机逐渐取代了DC发动机。