新能源汽車驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展趨勢分析

新能源汽車驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展趨勢分析摘要：在科技發(fā)展的今天，人們不斷探索新能源的應(yīng)用，新能源能夠極大地改善環(huán)境污染的現(xiàn)象，如果將其應(yīng)用到新能源汽車技術(shù)上就顯得更為重要。在國家大力倡導(dǎo)環(huán)保節(jié)能的背景下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。目前，中國市場上銷售的新能源汽車多為混合動力和純電動汽車。驅(qū)動電機作為新能源汽車的核心部件之一，其技術(shù)創(chuàng)新正引領(lǐng)著新能源汽車的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：環(huán)境污染；汽車產(chǎn)業(yè)；驅(qū)動電機；創(chuàng)新在如今的時代和社會中，汽車已經(jīng)成為了必不可少的交通工具，不僅能夠滿足人的一般出行需求，同時還能帶動物質(zhì)、經(jīng)濟與文化的交流。傳統(tǒng)的汽車以石油為能源，但石油在燃燒過程當(dāng)中，會產(chǎn)生污染物，對生態(tài)環(huán)境造成破壞，而且石油作為自然資源，其在整個地球上的存量都是相當(dāng)有限的，隨著石油開采與消耗量的增加，其終將消耗殆盡。從廣義上來講“新能源汽車”指的是使用非傳統(tǒng)石油作為能源的汽車，不過就現(xiàn)實情況來講的話，當(dāng)前的“新能源汽車”主要是指狹義上的以電力為能源的汽車。傳統(tǒng)汽車因過度依賴石油資源，已經(jīng)導(dǎo)致尾氣排放大量超標(biāo)，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染，石油資源短缺。因此，要通過不斷發(fā)展科技，有效利用資源開發(fā)出代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃料的清潔能源，改善城市交通能源，這已成為現(xiàn)代化建設(shè)中的必經(jīng)之路。在此階段，要將汽車所用能源從石化燃料轉(zhuǎn)換成低碳環(huán)保的可再生能源，充分利用生物燃料、氫能源、電能源，以解決汽車傳統(tǒng)燃料消耗問題，不僅能夠大量節(jié)約石化燃料，同時使汽車能源具有多樣化。在這個過程中，為了大大提高汽車系統(tǒng)核心的運轉(zhuǎn)效率，就要將新能源汽車的設(shè)計中融入電力驅(qū)動控制技術(shù)和電力驅(qū)動控制系統(tǒng)，推動電力技術(shù)被廣泛應(yīng)用。1新能源汽車電機驅(qū)動控制技術(shù)的重要性由于新能源汽車不再使用石油作為能源，電力的清潔度更高，所以具有更強的環(huán)保性，而且不用擔(dān)心未來石油能源枯竭。從新能源汽車的概念提出以來，各方就一直在加強相關(guān)技術(shù)的探索，如今的生產(chǎn)、制造成熟度和市場接受度越來越高，社會應(yīng)用廣泛。在決定新能源汽車品質(zhì)的各項技術(shù)中，電機驅(qū)動控制是最為關(guān)鍵和重要的一項，決定著汽車的能耗、舒適、平穩(wěn)和安全性。其主要原因是，為了滿足汽車的行駛需求，新能源汽車所使用的電機，必須要具備較大的瞬時功率、更強的過載能力以及更強的加速性，同時還要具有更長的電機壽命。要想達到上面所提到的這些要求，作為新能源汽車的電機，就需要具備更大的調(diào)速范圍、空間，一方面要能夠在橫轉(zhuǎn)扭曲低速運行的時候，具有較大的轉(zhuǎn)矩，保障汽車對電機動力的需求。而另一方面，其又需要在恒功率區(qū)低轉(zhuǎn)扭矩時，保證較高的運行速度，從而滿足汽車的高速行駛需求。除此之外，為了最大限度提高新能源汽車的節(jié)能性，獲取汽車在行駛過程當(dāng)中所產(chǎn)生的能源，并回饋給電池系統(tǒng)，也是電機驅(qū)動控制的一個關(guān)鍵點。再者，為了滿足群眾對新能源汽車的可靠、安全、舒適使用需求，驅(qū)動電機還必須要具有廣泛的適應(yīng)性，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜、惡劣的環(huán)境條件，并且噪音要小，不能影響到駕駛和乘車人員，結(jié)構(gòu)要簡單，方別后期維護，降低使用成本。能否做到上述一切，都取決于電機驅(qū)動控制技術(shù)，因此其重要性是尤為突出的。2各種驅(qū)動電機技術(shù)的現(xiàn)狀2.1交流異步電機驅(qū)動交流異步電機驅(qū)動廣泛應(yīng)用于大型高速的電動汽車中。我國建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)異步電機驅(qū)動系統(tǒng)的開發(fā)平臺，能夠自主開發(fā)、研制和小批量生產(chǎn)交流異步電機驅(qū)動系統(tǒng)，產(chǎn)品性能基本滿足汽車需求。2.2永磁同步電機驅(qū)動永磁同步電機驅(qū)動由于效率高、功率密度高和體積小等優(yōu)點占據(jù)國內(nèi)電機市場最大份額，主要應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域。國內(nèi)企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)能力上具有一定成就，開發(fā)了不同系列產(chǎn)品，應(yīng)用于各種類型電動汽車。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)上部分指標(biāo)已達到國際先進水平，基本具備永磁同步電機集成化設(shè)計能力。部分公司已開展永磁同步電機專用生產(chǎn)線。2.3開關(guān)磁阻電機驅(qū)動開關(guān)磁阻電動機驅(qū)動系統(tǒng)的核心是開關(guān)磁阻電動機，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，控制系統(tǒng)要求也比較獨特，目前電動汽車應(yīng)用較少，它的主要研究方向是模型研究。我國在該系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計和自主研發(fā)方面也具備一定能力。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計、改進操控系統(tǒng)，產(chǎn)品基本達到使用技術(shù)需求。3新能源汽車電機技術(shù)研究方向3.1電機類型方面，新型永磁無刷電機市場潛力巨大新型永磁無刷電機是目前最有前景的電機之一，也是未來電機類型的技術(shù)研究方向。新型永磁無刷電機包括混合勵磁型、輪轂型、雙定子型、記憶型以及磁性齒輪復(fù)合型等，此外非晶電機也開始走進新能源汽車領(lǐng)域。在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，新型永磁無刷電機的優(yōu)越性逐漸凸顯，并對新能源汽車的發(fā)展起到巨大的推動作用。（1）混合勵磁電機混合勵磁電機是指由兩種勵磁源共同產(chǎn)生電機主磁場，在保持電機高效的條件下，改變電機的拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)電機主磁場的調(diào)節(jié)和控制功能，從而改善電機調(diào)速、驅(qū)動性能或調(diào)壓特性的一類新型電機。它繼承了永磁電機的諸多優(yōu)點，電勵磁電機氣隙磁場平滑可調(diào)。永磁開關(guān)磁阻電機和永磁同步磁阻電機均是這類混合勵磁電機。（2）雙定子永磁電機雙定子電機是在現(xiàn)有電機的基礎(chǔ)上增加定子的數(shù)量，使氣隙數(shù)量由一層變?yōu)槎鄬拥囊环N新型永磁無刷電機轉(zhuǎn)矩的疊加，作用于轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩隨之增加，實現(xiàn)電機整體的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度的提高。這種電機具有響應(yīng)快、動態(tài)特性好，結(jié)構(gòu)材料利用率高和驅(qū)動靈活等特點。（3）記憶電機記憶電機即為磁通可控永磁電機，其特點在于能夠在很短的時間內(nèi)通過施加充磁或者去磁電動勢能改變永磁材料本身的磁化程度，在充磁和去磁之后其磁化程度還能被保留住記憶。記憶電機靠一種新的簡單高效的弱磁控制技術(shù)產(chǎn)生記憶功效，使其具有更寬的調(diào)速范圍。（4）磁性齒輪永磁無刷復(fù)合電機磁性齒輪永磁無刷復(fù)合電機是一種集成無刷直流驅(qū)動電機和共軸磁性齒輪的復(fù)合電機。它巧妙地利用了共軸磁性齒輪內(nèi)轉(zhuǎn)子的中空部分，將電機定子嵌入其中，將輪胎直接鉚合在齒輪外轉(zhuǎn)子上，實現(xiàn)了電機、磁性齒輪、輪胎的一體化，能夠有效地提高利用空間。（5）非晶電機非晶電機是一種利用非晶合金取代傳統(tǒng)硅鋼片作為鐵心材料的高效、節(jié)能、無污染的新型電機。非晶電機損耗小、效率性高；體積、質(zhì)量較小；此外，其能源利用率高，在相同的里程中，電池損耗可以節(jié)省30%。非晶電機高效率、高功率密度等優(yōu)勢將成為電機市場下一代的佼佼者。3.2機電耦合技術(shù)是未來趨勢在電機技術(shù)的研究中，電機耦合技術(shù)也將是未來研究發(fā)展的方向。目前，中國新能源汽車核心技術(shù)中，電機和變速器相互獨立，尚未集成為機電耦合傳動總成（電機+變速器）。在電動一體化發(fā)展的未來，新能源汽車機電耦合傳動總成也將是電機研究發(fā)展的趨勢。4結(jié)語發(fā)展新能源汽車是節(jié)能環(huán)保的時代要求，其發(fā)展前景較大，而作為其核心部件之一的驅(qū)動電機技術(shù)的提高，將會成為新能源汽車發(fā)展的巨大推動力。汽車驅(qū)動電機技術(shù)研究有利于