新能源汽车驱动技术的发展趋势分析

新能源汽车驱动技术的发展趋势分析摘要：在科技发展的今天，人们不断探索新能源的应用，新能源能够极大地改善环境污染的现象，如果将其应用到新能源汽车技术上就显得更为重要。在国家大力倡导环保节能的背景下，新能源汽车产业呈现出蓬勃发展的态势。目前，中国市场上销售的新能源汽车多为混合动力和纯电动汽车。驱动电机作为新能源汽车的核心部件之一，其技术创新正引领着新能源汽车的发展方向。关键词：环境污染；汽车产业；驱动电机；创新在如今的时代和社会中，汽车已经成为了必不可少的交通工具，不仅能够满足人的一般出行需求，同时还能带动物质、经济与文化的交流。传统的汽车以石油为能源，但石油在燃烧过程当中，会产生污染物，对生态环境造成破坏，而且石油作为自然资源，其在整个地球上的存量都是相当有限的，随着石油开采与消耗量的增加，其终将消耗殆尽。从广义上来讲“新能源汽车”指的是使用非传统石油作为能源的汽车，不过就现实情况来讲的话，当前的“新能源汽车”主要是指狭义上的以电力为能源的汽车。传统汽车因过度依赖石油资源，已经导致尾气排放大量超标，对生态环境造成严重污染，石油资源短缺。因此，要通过不断发展科技，有效利用资源开发出代替传统燃料的清洁能源，改善城市交通能源，这已成为现代化建设中的必经之路。在此阶段，要将汽车所用能源从石化燃料转换成低碳环保的可再生能源，充分利用生物燃料、氢能源、电能源，以解决汽车传统燃料消耗问题，不仅能够大量节约石化燃料，同时使汽车能源具有多样化。在这个过程中，为了大大提高汽车系统核心的运转效率，就要将新能源汽车的设计中融入电力驱动控制技术和电力驱动控制系统，推动电力技术被广泛应用。1新能源汽车电机驱动控制技术的重要性由于新能源汽车不再使用石油作为能源，电力的清洁度更高，所以具有更强的环保性，而且不用担心未来石油能源枯竭。从新能源汽车的概念提出以来，各方就一直在加强相关技术的探索，如今的生产、制造成熟度和市场接受度越来越高，社会应用广泛。在决定新能源汽车品质的各项技术中，电机驱动控制是最为关键和重要的一项，决定着汽车的能耗、舒适、平稳和安全性。其主要原因是，为了满足汽车的行驶需求，新能源汽车所使用的电机，必须要具备较大的瞬时功率、更强的过载能力以及更强的加速性，同时还要具有更长的电机寿命。要想达到上面所提到的这些要求，作为新能源汽车的电机，就需要具备更大的调速范围、空间，一方面要能够在横转扭曲低速运行的时候，具有较大的转矩，保障汽车对电机动力的需求。而另一方面，其又需要在恒功率区低转扭矩时，保证较高的运行速度，从而满足汽车的高速行驶需求。除此之外，为了最大限度提高新能源汽车的节能性，获取汽车在行驶过程当中所产生的能源，并回馈给电池系统，也是电机驱动控制的一个关键点。再者，为了满足群众对新能源汽车的可靠、安全、舒适使用需求，驱动电机还必须要具有广泛的适应性，能够适应各种复杂、恶劣的环境条件，并且噪音要小，不能影响到驾驶和乘车人员，结构要简单，方别后期维护，降低使用成本。能否做到上述一切，都取决于电机驱动控制技术，因此其重要性是尤为突出的。2各种驱动电机技术的现状2.1交流异步电机驱动交流异步电机驱动广泛应用于大型高速的电动汽车中。我国建立了具有自主知识产权异步电机驱动系统的开发平台，能够自主开发、研制和小批量生产交流异步电机驱动系统，产品性能基本满足汽车需求。2.2永磁同步电机驱动永磁同步电机驱动由于效率高、功率密度高和体积小等优点占据国内电机市场最大份额，主要应用于乘用车领域。国内企业在研发和生产能力上具有一定成就，开发了不同系列产品，应用于各种类型电动汽车。产品技术指标上部分指标已达到国际先进水平，基本具备永磁同步电机集成化设计能力。部分公司已开展永磁同步电机专用生产线。2.3开关磁阻电机驱动开关磁阻电动机驱动系统的核心是开关磁阻电动机，结构比较复杂，控制系统要求也比较独特，目前电动汽车应用较少，它的主要研究方向是模型研究。我国在该系统优化设计和自主研发方面也具备一定能力。通过结构设计、改进操控系统，产品基本达到使用技术需求。3新能源汽车电机技术研究方向3.1电机类型方面，新型永磁无刷电机市场潜力巨大新型永磁无刷电机是目前最有前景的电机之一，也是未来电机类型的技术研究方向。新型永磁无刷电机包括混合励磁型、轮毂型、双定子型、记忆型以及磁性齿轮复合型等，此外非晶电机也开始走进新能源汽车领域。在新能源汽车产业的发展中，新型永磁无刷电机的优越性逐渐凸显，并对新能源汽车的发展起到巨大的推动作用。（1）混合励磁电机混合励磁电机是指由两种励磁源共同产生电机主磁场，在保持电机高效的条件下，改变电机的拓扑结构，实现电机主磁场的调节和控制功能，从而改善电机调速、驱动性能或调压特性的一类新型电机。它继承了永磁电机的诸多优点，电励磁电机气隙磁场平滑可调。永磁开关磁阻电机和永磁同步磁阻电机均是这类混合励磁电机。（2）双定子永磁电机双定子电机是在现有电机的基础上增加定子的数量，使气隙数量由一层变为多层的一种新型永磁无刷电机转矩的叠加，作用于转子上的电磁转矩随之增加，实现电机整体的转矩密度和功率密度的提高。这种电机具有响应快、动态特性好，结构材料利用率高和驱动灵活等特点。（3）记忆电机记忆电机即为磁通可控永磁电机，其特点在于能够在很短的时间内通过施加充磁或者去磁电动势能改变永磁材料本身的磁化程度，在充磁和去磁之后其磁化程度还能被保留住记忆。记忆电机靠一种新的简单高效的弱磁控制技术产生记忆功效，使其具有更宽的调速范围。（4）磁性齿轮永磁无刷复合电机磁性齿轮永磁无刷复合电机是一种集成无刷直流驱动电机和共轴磁性齿轮的复合电机。它巧妙地利用了共轴磁性齿轮内转子的中空部分，将电机定子嵌入其中，将轮胎直接铆合在齿轮外转子上，实现了电机、磁性齿轮、轮胎的一体化，能够有效地提高利用空间。（5）非晶电机非晶电机是一种利用非晶合金取代传统硅钢片作为铁心材料的高效、节能、无污染的新型电机。非晶电机损耗小、效率性高；体积、质量较小；此外，其能源利用率高，在相同的里程中，电池损耗可以节省30%。非晶电机高效率、高功率密度等优势将成为电机市场下一代的佼佼者。3.2机电耦合技术是未来趋势在电机技术的研究中，电机耦合技术也将是未来研究发展的方向。目前，中国新能源汽车核心技术中，电机和变速器相互独立，尚未集成为机电耦合传动总成（电机+变速器）。在电动一体化发展的未来，新能源汽车机电耦合传动总成也将是电机研究发展的趋势。4结语发展新能源汽车是节能环保的时代要求，其发展前景较大，而作为其核心部件之一的驱动电机技术的提高，将会成为新能源汽车发展的巨大推动力。汽车驱动电机技术研究有利于