【摘要】在人類悠久的歷史中，已經(jīng)在交通能源動(dòng)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(shí)也讓各個(gè)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(fèi)最大國家之一了。但同時(shí)又帶來環(huán)境污染等問題，目前各類機(jī)動(dòng)車尾氣排放已成為影響環(huán)境的一個(gè)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(gè)重要部件。其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)取代了傳統(tǒng)的汽車使用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。本文著重論述電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)及其發(fā)展，希望為電動(dòng)汽車的不斷進(jìn)步做出更多貢獻(xiàn)。

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

　　一、論述

　　(一) 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的概述

　　電動(dòng)車的動(dòng)力來源于車輛上面搭載的電源，車輪的旋轉(zhuǎn)來自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，并且必須符合各種道路安全和交通法規(guī)的要求。電動(dòng)汽車的發(fā)展前景總體上是樂觀的，因?yàn)樗鼈儗?duì)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(dòng)汽車電機(jī)通過傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)的機(jī)械能。

　　(二) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的組成

　　傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(chǎng)是因?yàn)槠渫ㄈ肓艘粋€(gè)三相交流電它的構(gòu)造是由三個(gè)具有結(jié)構(gòu)相同且對(duì)稱的繞組組成，并且它們?cè)谟邢薜目臻g內(nèi)彼此成120°角布置，還會(huì)根據(jù)特定的布置規(guī)則將這些相同的繞組嵌入每個(gè)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(dòng)機(jī)基座是由鋁制成的。封閉型的電動(dòng)機(jī)底座有一個(gè)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(gè)通風(fēng)孔，可以使電機(jī)內(nèi)外的空氣直接對(duì)流，方便散熱。④轉(zhuǎn)子：三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心：屬于電動(dòng)機(jī)的一個(gè)磁路部分，可以把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的繞組直接放在一個(gè)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組用于定子磁場(chǎng)的切割，然后產(chǎn)生電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，讓電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)是因?yàn)樾纬闪穗姶呸D(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(gè)環(huán)形端環(huán)和若干個(gè)插入轉(zhuǎn)子槽中的條。之所以稱其為鼠籠轉(zhuǎn)子是因?yàn)橐寝D(zhuǎn)子鐵心被卸下，那整個(gè)繞組的結(jié)構(gòu)就會(huì)像一個(gè)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(duì)稱的三相整流環(huán)，呈星形連接，有3個(gè)主輸出線的電刷頭連接至3個(gè)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)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(dòng)機(jī)的起動(dòng)性、調(diào)速性和制動(dòng)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(dòng)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(jì)，在風(fēng)冷電機(jī)殼上下部設(shè)置一個(gè)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(shí)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(gè)散熱片可以在驅(qū)動(dòng)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(gè)冷卻氣流通道，同時(shí)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(gè)趨勢(shì)，通過傳感器對(duì)水冷系統(tǒng)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)冷卻液溫度高時(shí)，液壓驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)，可以直接通過油對(duì)驅(qū)動(dòng)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(jì)復(fù)雜;繞組定子噴淋冷卻技術(shù)是一種指將一臺(tái)油輪機(jī)引進(jìn)一個(gè)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(shí)存在不能完全噴淋覆蓋整個(gè)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(dòng)冷卻電機(jī)油流道，使電機(jī)定子與驅(qū)動(dòng)冷卻電機(jī)油流動(dòng)部分互相接觸，并通過設(shè)置電機(jī)流量變化控制驅(qū)動(dòng)單元，可隨時(shí)根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)流體旋轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)自動(dòng)改變電機(jī)流體流動(dòng)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(dòng)電機(jī)對(duì)于大功率傳動(dòng)密度的控制要求越來愈嚴(yán)格，對(duì)柴油驅(qū)動(dòng)動(dòng)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(shì)。

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