电动汽车用电动机需要频繁启动和停车,并承受较大的加速度或减速度,而且要求低速大转矩爬坡,高速小转矩运行和运行速度范围宽,其特性主要体现在:
1)电动机受车辆空间的限制,为减小车辆自重,提高车辆有效载荷的要求,电动机应该具有功率密度较大、效率较高的特点;
2)电动汽车在加速或爬坡时,需要电动机提供4~5倍的额定转矩;
3)在电动汽车高速行驶时,电动机应以4~5倍的最低转速运行;
4)电动汽车用电动机应根据车辆的驱动特点和驾驶员的习惯设计;
5)电动汽车用电动机应可控性好,稳态精度高;
6)电动汽车用电动机要安装在行驶的车辆上,应该能够承受高温、多变的气候条件和频繁的振动,在恶劣的环境下能够正常工作。
目前,直流电动机(DC)、感应电动机(IM)、永磁同步电动机(PMSM)以及开关磁阻电动机(SR)等在电动汽车上均有不同程度的应用。
电动机是纯电动汽车唯一的动力源,通常适用于电动车辆使用的电动机外特性在额定转速以下,以恒扭矩模式工作;在额定转速以上,以恒功率模式工作。电动汽车用驱动电动机的机械特性如下图所示,分成两个区域:恒转矩区域和恒功率区域。在基速以下为恒转矩区,电动机输出恒转矩;基速以上为恒功率区,电动机输出恒功率,在恒功率区,通过弱磁控制电动机到达最高转速,因此也称弱磁区。转速范围要覆盖整个恒转矩区和恒功率区。在调速范围,要具备快速的转矩响应特性。永磁无刷直流电动机转矩密度最高,但它在恒功率区很难高速运行,限制了其最大调速范围。感应电动机易实现恒功率区弱磁升速,也得到较广泛的应用。
驱动电动机除了应具备上述要求的机械特性,在整个工作区具有高效率也至关重要。从电动汽车行驶工况可以看出,电动机不只工作在额定点,因此要求电动机在整个转矩——转速特性区内都要有高效率。要求高效率应覆盖整个转矩——转速特性区,这对电动机设计是困难的。因此,选用电动机时应使电动机在频繁工作区有高效率。