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	交流異步電機(jī)	永磁同步電機(jī)	開關(guān)磁阻電機(jī)
功率密度	一般	好	一般
轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性	好	好	好
轉(zhuǎn)速范圍	9000~150000	4000~15000	>15000
易操作性	好	好	好
可靠性	好	一般	好
結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性	好	一般	好
尺寸及質(zhì)量	一般、一般	小、輕	小、輕
成本	低	高	低于感應(yīng)電機(jī)
控制器成本	高	高	一般

   
    資料來源：中機(jī)院新興產(chǎn)業(yè)研究所

    其中，異步電機(jī)主要應(yīng)用在純電動汽車（包括轎車及客車），永磁同步電機(jī)主要應(yīng)用在混合動力汽車（包括轎車及客車）中，開關(guān)磁阻電機(jī)目前主要應(yīng)用在客車中。特別是，由于具有高效、高功率密度的特點(diǎn)，目前在混合動力轎車中采用的基本都是永磁同步電動機(jī)。日本豐田公司的prius采用的永磁同步電動機(jī)功率已達(dá)到了50kw，新配置的suv車型所用電機(jī)功率甚至達(dá)到了123kw。

    與普通工業(yè)用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)及通用變頻器不同，電動汽車用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)是高性能、高功率密度、高可靠性，低成本、低污染和良好的環(huán)境適應(yīng)性，如表2所示。

    表2  工業(yè)用與汽車用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的主要差別

項(xiàng)目	工業(yè)用系統(tǒng)	汽車用系統(tǒng)
封裝尺寸	空間不受限制 可用標(biāo)準(zhǔn)封裝配套的各種應(yīng)用	布置空間有限 必須根據(jù)具體產(chǎn)品進(jìn)行特殊的針對性設(shè)計(jì)
工作環(huán)境	環(huán)境溫度適中（-20℃- +40℃）	環(huán)境溫度變化大（-40℃- +105℃）
可靠性要求	較高以保證生產(chǎn)效率	很高以保障乘車者安全
冷卻方式	通常為風(fēng)冷（體積大）	通常為水冷（體積小）
控制性能	多為變頻調(diào)速控制	需要精確的力矩控制，動態(tài)性能較好
功率密度	較低（0.2KW/kg）	較高（1-1.5kW/kg）
性價(jià)比	一般	極高

    資料來源：中機(jī)院新興產(chǎn)業(yè)研究所

    3、車用電驅(qū)動系統(tǒng)的控制技術(shù)

    電機(jī)控制技術(shù)是電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，它對電動車的性能將產(chǎn)生巨大的影響。由于驅(qū)動電機(jī)的原理、種類差別很大，因此，對每類電機(jī)的控制都是針對該類電機(jī)的原理采用適當(dāng)?shù)目刂品绞?，因其控制原理各異、種類較多，不再詳述。

    簡言之，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速是靠控制電樞和勵(lì)磁來實(shí)現(xiàn)的，即電機(jī)轉(zhuǎn)速在基速以下時(shí)，勵(lì)磁電流不變，采用電樞控制；電機(jī)轉(zhuǎn)速在基速以上時(shí)，電樞電壓不變，采用勵(lì)磁控制。交流電機(jī)采用矢量控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制，其基本原理是將電機(jī)定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量（勵(lì)磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）分別加以控制，并同時(shí)控制分量間的幅值和相位，以實(shí)現(xiàn)控制定子電流矢量。這種將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦，化復(fù)雜控制為近似于直流簡單控制的方法，可獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能，并方便的實(shí)現(xiàn)對交流電機(jī)的高性能調(diào)速。

    永磁電機(jī)的控制較復(fù)雜，為實(shí)現(xiàn)最佳控制，常采用兩種或幾種控制方案結(jié)合運(yùn)行。如采用最大轉(zhuǎn)矩控制和弱磁控制相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的效率最佳化和寬范圍調(diào)速的控制技術(shù)以及轉(zhuǎn)矩控制和PWM控制集成一體的控制技術(shù)等。

    隨著電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和控制技術(shù)的發(fā)展，近年來各種智能控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已開始應(yīng)用于汽車電機(jī)控制中，使汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快、抗干擾強(qiáng)，極大地提高了驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)性能。

    （1）車用控制系統(tǒng)技術(shù)要求

    ①高轉(zhuǎn)矩：驅(qū)動系統(tǒng)低速運(yùn)行（恒轉(zhuǎn)矩區(qū)）時(shí)應(yīng)具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足快速啟動、加速、爬坡等要求；在高速運(yùn)行（恒功率區(qū)）時(shí)應(yīng)具有高轉(zhuǎn)速、調(diào)速范圍寬的特性，以滿足汽車在平坦路面高速行駛、超車等要求。

    ②高效率：在整個(gè)轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍內(nèi)，電動汽車頻繁啟停，工作區(qū)域?qū)?，因此要求?qū)動系統(tǒng)有盡可能寬的高效工作區(qū)，以謀求電池一次充電后的續(xù)駛里程盡可能長。

    ③加快性好：轉(zhuǎn)矩控制靈活且響應(yīng)快，可適應(yīng)路面變化及頻繁啟動和剎車。

    ④電機(jī)及控制器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗顛簸振動，體積小，重量輕，有一定過載能力，再生制動時(shí)能量回饋效率高，性能穩(wěn)定，在不同工況下能穩(wěn)定可靠地工作。

    ⑤操作系統(tǒng)符合駕駛習(xí)慣，運(yùn)行平穩(wěn)，乘座舒適，系統(tǒng)保障措施完善。

    （2）技術(shù)發(fā)展趨勢

    ①驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)必須滿足動力總成一體化的要求并支持整車產(chǎn)品的系列化和生產(chǎn)的規(guī)模化；豐田公司的驅(qū)動系統(tǒng)thsii及本田公司的ima系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)：thsii已擴(kuò)展到包括lexus在內(nèi)的多種車型，而ima也已配置到包括civic及雅閣在內(nèi)的多種車型。

    ②國內(nèi)將出現(xiàn)獨(dú)立的新型汽車電氣驅(qū)動系統(tǒng)提供商，支持電動汽車及傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)；目前國外已有包括solectria，enova在內(nèi)的電氣公司，汽車用電氣自動化的新型產(chǎn)業(yè)正在逐步形成。目前我國在電機(jī)（包括永磁材料）生產(chǎn)，人力成本等方面存在較大的優(yōu)勢，如果能夠跟上當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，可以使得我國在世界市場上占有一席之地。

    ③與元器件、電力電子器件供應(yīng)商及現(xiàn)有的工業(yè)用變頻器行業(yè)形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟有助于這個(gè)新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。

    未來需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容：①系統(tǒng)的集成化；②高性能電機(jī)控制策略，電機(jī)效率優(yōu)化；③系統(tǒng)熱管理；④系統(tǒng)失效模式分析，系統(tǒng)可靠性、耐久性預(yù)測與快速評估方法；⑤系統(tǒng)電磁兼容，環(huán)境適應(yīng)性研究及試驗(yàn)驗(yàn)證，電機(jī)系統(tǒng)成本控制等。