【摘要】在人類悠久的歷史中，已經(jīng)在交通能源動力系統(tǒng)方面發(fā)生了兩次變革，每一次的改變都給人類的生活帶來了巨大變化，同時也讓各個國家的經(jīng)濟(jì)得到了飛速增長。歷史的腳步進(jìn)入21世紀(jì)后，中國的汽車業(yè)發(fā)展很快，現(xiàn)在已經(jīng)是世界上汽車消費最大國家之一了。但同時又帶來環(huán)境污染等問題，目前各類機(jī)動車尾氣排放已成為影響環(huán)境的一個主要問題，因此新能源車的出現(xiàn)恰好緩解了汽車污染的排放。新能源汽車的幾個重要部件。其中驅(qū)動電機(jī)取代了傳統(tǒng)的汽車使用發(fā)動機(jī)輸出功率。本文著重論述電動汽車的驅(qū)動電機(jī)技術(shù)及其發(fā)展，希望為電動汽車的不斷進(jìn)步做出更多貢獻(xiàn)。

　　【關(guān)鍵詞】電動汽車;驅(qū)動電機(jī);發(fā)展技術(shù)

　　一、論述

　　(一) 電動汽車驅(qū)動電機(jī)的概述

　　電動車的動力來源于車輛上面搭載的電源，車輪的旋轉(zhuǎn)來自電動機(jī)的驅(qū)動，并且必須符合各種道路安全和交通法規(guī)的要求。電動汽車的發(fā)展前景總體上是樂觀的，因為它們對環(huán)境的影響要小于傳統(tǒng)汽車，但目前的技術(shù)還不夠成熟。電動汽車電機(jī)通過傳動和工作裝置將電源的電能轉(zhuǎn)化為可以使車輪作旋轉(zhuǎn)運動的機(jī)械能。

　　(二) 驅(qū)動電機(jī)的組成

　　傳統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)一般由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座、轉(zhuǎn)子組成。①定子鐵心：它的作用是定子繞組放置在電動機(jī)磁路上的一部分。其構(gòu)造是定子鐵芯通常是經(jīng)過沖壓和堆疊厚度為0.350.5mm的表面具有絕緣層的硅鋼板制成的。定子繞組存放在定子鐵芯的內(nèi)圓上分布均勻的凹槽內(nèi)。②定子繞組：作用：主要是用于控制電路部分，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場是因為其通入了一個三相交流電它的構(gòu)造是由三個具有結(jié)構(gòu)相同且對稱的繞組組成，并且它們在有限的空間內(nèi)彼此成120°角布置，還會根據(jù)特定的布置規(guī)則將這些相同的繞組嵌入每個定子的槽中。③機(jī)座：機(jī)座的作用主要用于固定前后端蓋，支撐轉(zhuǎn)子和固定定子，還有在保護(hù)和散熱方面起到了重要的作用。機(jī)座大多數(shù)是用鑄鐵制作而成，大型的異步電機(jī)基座大部分用鋼板焊接而成，微型電動機(jī)基座是由鋁制成的。封閉型的電動機(jī)底座有一個散熱肋在外部，可以加大電機(jī)的散熱量，保護(hù)電機(jī)的機(jī)架端蓋兩端有兩個通風(fēng)孔，可以使電機(jī)內(nèi)外的空氣直接對流，方便散熱。④轉(zhuǎn)子：三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心：屬于電動機(jī)的一個磁路部分，可以把電動機(jī)轉(zhuǎn)子上的繞組直接放在一個鐵心槽中。轉(zhuǎn)子用到的主要材質(zhì)和硅鋼定子是一樣，都是用0.5mm厚的優(yōu)質(zhì)硅鋼片經(jīng)過疊壓和沖刷后組成，硅鋼外圓表面沖出分布均勻緊密的孔，用來安放轉(zhuǎn)子繞組的。一般轉(zhuǎn)子鐵心是定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來制成的。

　　三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組用于定子磁場的切割，然后產(chǎn)生電流和感應(yīng)電動勢，讓電動機(jī)旋轉(zhuǎn)是因為形成了電磁轉(zhuǎn)矩的原因。一般分為鼠籠轉(zhuǎn)子和繞線轉(zhuǎn)子兩種。①鼠籠轉(zhuǎn)子：所有轉(zhuǎn)子都擁有兩個環(huán)形端環(huán)和若干個插入轉(zhuǎn)子槽中的條。之所以稱其為鼠籠轉(zhuǎn)子是因為要是轉(zhuǎn)子鐵心被卸下，那整個繞組的結(jié)構(gòu)就會像一個鼠籠。②繞線轉(zhuǎn)子：繞線方式和定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組類似，是一種相對稱的三相整流環(huán)，呈星形連接，有3個主輸出線的電刷頭連接至3個集成整流環(huán)在轉(zhuǎn)軸上，然后通過電刷連接到外部電源。特點是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，所以還是鼠籠電機(jī)的使用范圍廣。但是，經(jīng)過電刷與集流環(huán)用于將額外的電阻元件串聯(lián)到轉(zhuǎn)子電路中，以提高異步電動機(jī)的起動性、調(diào)速性和制動性，因此，在有限范圍內(nèi)采用平滑調(diào)速的設(shè)備，比如起重機(jī)、空氣壓縮機(jī)、電梯等。

　　二、電機(jī)技術(shù)發(fā)展難題

　　(一)散熱技術(shù)

　　目前采用電動機(jī)冷卻技術(shù)主流的包括風(fēng)冷技術(shù)、水冷技術(shù)和油冷技術(shù)三大類。①風(fēng)冷的核心技術(shù)主要是風(fēng)流流道設(shè)計，在風(fēng)冷電機(jī)殼上下部設(shè)置一個類似圓柱狀的風(fēng)罩筒，以有效避免電機(jī)冷卻片中氣流的快速衰減，但同時也大大限制了外部的氣流自然冷卻氣流和散熱片之間的緊密接觸，降低了電機(jī)散熱片的效率。因此，多個散熱片可以在驅(qū)動電機(jī)殼體的縱向方向上延伸，相鄰散熱翅片之間形成縱向延伸的冷卻空氣流道，確保冷卻氣流流過整個冷卻氣流通道，同時散熱翅片可以與外部自然氣流接觸，提高散熱效率。②水冷技術(shù)主要以水套冷卻結(jié)構(gòu)為主，在驅(qū)動機(jī)殼上有可通過冷卻劑的通道，殼體上有包裹定子的固體電機(jī)，其中，水冷流道是水冷結(jié)構(gòu)研究的核心技術(shù)，具體流道結(jié)構(gòu)數(shù)量和流道角度的差異對水冷技術(shù)的冷卻性能影響更大。注意一下的是，在水冷的情況下，可以輔助填充導(dǎo)熱樹脂驅(qū)動電機(jī)的冷卻，定子部分填充了熱傳遞效率很好的樹脂，外側(cè)以水冷技術(shù)的冷卻通道結(jié)合，樹脂可以減小內(nèi)部的熱阻率，進(jìn)一步增加了水冷技術(shù)的散熱效率。

　　水冷和風(fēng)冷的結(jié)合也是一個趨勢，通過傳感器對水冷系統(tǒng)的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，當(dāng)冷卻液溫度高時，液壓驅(qū)動散熱風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)以從水冷卻系統(tǒng)中除去更多的熱量。③油冷技術(shù)的主要作用是帶走驅(qū)動電機(jī)內(nèi)線圈的熱量。傳統(tǒng)空冷和外水套冷卻系統(tǒng)不能直接與驅(qū)動電機(jī)內(nèi)的線圈結(jié)構(gòu)相連，冷卻效率較差。利用油具有不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電、非易燃性、導(dǎo)熱好的優(yōu)點，可以直接通過油對驅(qū)動電機(jī)內(nèi)部的繞組進(jìn)行直接冷卻。油冷技術(shù)根據(jù)領(lǐng)域分為定子和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)兩大類，其中以油冷為主的轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸技術(shù)是目前使用的常用方法。而具有內(nèi)腔及外腔的空心軸套，冷卻油經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸內(nèi)腔冷卻通道，流入底部后改變輸出口進(jìn)入外腔，并在內(nèi)腔直接接觸轉(zhuǎn)子，油流過外腔后將其帶走熱量。

　　目前使用的定子冷卻技術(shù)主要有浸油、繞組噴淋兩類。油浸冷卻規(guī)范完全浸入油中，冷卻效率高，但密封設(shè)計復(fù)雜;繞組定子噴淋冷卻技術(shù)是一種指將一臺油輪機(jī)引進(jìn)一個噴油定子環(huán)，向帶有定子環(huán)的繞組整體表面注入噴油進(jìn)行冷卻，但有時存在不能完全噴淋覆蓋整個定子、導(dǎo)致噴油冷卻不平均的技術(shù)問題。而在電機(jī)定子芯的上下兩側(cè)分別設(shè)置電機(jī)噴油噴水口，在電機(jī)定子芯的下側(cè)分別設(shè)置電機(jī)排氣噴油口，通過電機(jī)蓋子連接組成完全封閉的驅(qū)動冷卻電機(jī)油流道，使電機(jī)定子與驅(qū)動冷卻電機(jī)油流動部分互相接觸，并通過設(shè)置電機(jī)流量變化控制驅(qū)動單元，可隨時根據(jù)驅(qū)動電機(jī)流體旋轉(zhuǎn)時的狀態(tài)自動改變電機(jī)流體流動線圈以及填充于電機(jī)冷卻油各通道間隙中的流體浸沒壓力程度。

　　目前，驅(qū)動電機(jī)對于大功率傳動密度的控制要求越來愈嚴(yán)格，對柴油驅(qū)動動力電機(jī)機(jī)油冷卻系統(tǒng)效率的提高要求也日益高，油冷和多種類型冷卻系統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合推廣應(yīng)用也已經(jīng)成為一種產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

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