摘要：近年来，我国交通业的飞速开展，导致我国动力消耗危机和环境污染问题的加重，但这也为电动轿车的诞生和轿车工业，以及动力安全和低碳经济的长足开展带来新的增加动力。为此，本文环绕电动轿车的电气驱动体系构成以及电动轿车开展的趋势进行剖析，并环绕轿车行业中选用的电驱动技能进行研讨，解读电动驱动体系关于新动力轿车动力总成的效果，并剖析和比较几种商业化的电驱动体系。

  因为我国经济的大力开展，形成许多不行再生资源日益削减，在开展的过程中忽视了对环境的维护，形成了严峻的水污染、大气污染等问题，以此人们需求严厉对待动力消耗危机和环境恶化问题，和谐处理好人们生命健康以及社会开展之间的联络。电动轿车的本身的节能、环保的优势，既满意了人们对交通出行的需求，又减缓石油、煤炭等不行再生资源的干涸与环境恶化问题。所以，电动轿车不论从动力安全方面、环境维护方面仍是经济开展方面，都起着重要推进效果。

  电动轿车的开展中心首要是研制电气驱动体系，以此替代以往运用的燃油作为质料，凭借电池作为车载动力来驱动轿车行进。其开展中心首要能够从三个方面考量：一是电动轿车能够替代燃油轿车，能够满意人们代步的需求，而且其功用效果也符合燃油轿车各项功用、价格方针等，替代燃油轿车满意社会交通和经济开展的需求;二是，燃油轿车运用的燃料资源是有限的，假如大批量出产或许不加约束运用，会形成天然界不行再生资源的干涸，而且大举运用天然动力用作轿车燃料，也会对大气环境形成严峻的污染，破坏生态环境平衡，要挟环境安全和人类健康。可是电动轿车能够很好地削减对环境的污染，削减轿车尾气排放量，符合国家绿色环保的理念;三是不论燃料电池电动轿车、纯电动轿车仍是混合动力电动轿车，电气驱动技能既是关键技能又是共性技能。与一般工业用电机驱动体系不同的是，车用电机驱动体系对功用要求高，需求投入的本钱和人力资源都较大，而且具有很大的研制难度[1]。

  前期电动轿车驱动电机大部分是运用直流电机。电机的结构应由定子和转子两大部分组成。运转时静止不动的部分称为定子，定子的首要效果是发生磁场，运转时滚动的部分称为转子，其首要效果是发生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转化的枢纽。无刷直流电机首要由用永磁资料制作的转子、带有线圈绕组的定子和方位传感器组成。如图1所示。

  直流电机驱动体系改动输入电压或电流能够完结对其转矩的独立操控，进行滑润调速，其技能开展相对老练，而且运用本钱低。可是也存在不足之处，直流电机的肯定功率不高，而且其体积和质量较大，散热速度慢，并不能很好地满意现代电动轿车久远开展和实用价值的需求。在当下电力电子技能、大规划集成电路和计算机技能的开展以及各种新资料的研制与运用，机电一体化的驱动体系呈现出其优越性[2]。

  大多电动轿车都很少会设备变速箱，其首要原因并不是因为安装变速箱有很大难度，而且从研制本钱以及开发程度考虑，假如环绕电动轿车安装变速箱，进行专门开发，仍是有很大难度的。因为电动机在任何“转速”下发生的扭矩都是大的，变速箱不论处于哪一个档位，都会遭到较大的扭矩冲击，这是约束电动车开发变速箱的一个难点问题，而且其研制本钱也会超出预期，比较研制一套“三电”体系的本钱还要高出许多。而且机械变速箱的结构，很难匹配电动轿车极为快速、直接的呼应。所以，许多电动轿车出产商会因多方面原因考虑，很少会专门研制和安装变速箱。

  在现代电动轿车电驱动体系中，经过功率改换器将电池贮存的直流电经电压/频率改换后供应电机和其他沟通负载运用。以48V轻混电动轿车为例，其功用需求满意以下要求：一是灵活性，体现在部分可变功率设置、软发动或数字电流调理、毛病辨认和可变相移等;二是着重功率，对部件负载规划内单个相位封闭，或是运用变频挑选优化功率;三是温度把控，运用技能手段加强对温度的监测，并依照需求进行电扇操控，各相位负载依温度散布。

  从整车操控体系结构上看，电动轿车动力体系都有专属的操控器，操控器是操控体系的中心枢纽，其功用优势方面，完结了数据信息的交互，进行安全办理，能够在不同能量源之间，完结需求功率分配的使命，并能够接纳驾驭员操作信号，还能为散布式分层操控供应了条件。散布式分层操控能够完结操控体系的拓扑别离和功用别离。

  关于电动轿车来说，电气发动体系是确保其正常作业的中心部件，首要由电机、电力电子与操控技能一起组成，其首要作业使命在于，在驾驭员的操控下，将蓄电池中的电能，高效地转化为车轮的动能，或许将车轮发生的动能，传输至蓄电池傍边。

  其间电机是电气驱动体系的关键部位，其尺度、质量等功用与电动轿车的全体功率之间存在着直接的联络，在实践运用过程中，根据电流流线的不同，首要能够被分红直流电机与沟通电机两种。

  在曩昔很长一段时间内，因为直流电的操控难度较低，因而电动轿车大多运用直流变速的驱动方法，而且在实践运用过程中，根据励磁方法的不同，直流电机又能够分红串励直流电机、并励直流电动机、复励直流电动机与他励直流电机。

  首要，串励直流电动机是先将励磁绕组与电枢绕组进行串联然后与直流电源进行衔接，这种状况的呈现使得励磁绕组的电流与电枢绕组相共同，电枢电流的改变将会对电动机内磁场强弱发生影响，在运用这种电动机时，为防止大损耗与大电压压降的呈现，需尽可能下降励磁绕组的电阻，这就使得串励直流电动机励磁导线较粗，而且匝数较少。

  其次，并励直流电动机首要将励磁绕组与电枢绕组并联后，与电源接通，这种状况使得并励绕组两头电压与电枢两头电压共同，但因为励磁绕组中存在匝数较多的细导线，这就导致励磁绕组的电阻较大，而电流较小。

  再次，复励直流电动机中包含串励与并励2个励磁绕组，这就使得电动机的磁通由这两个绕组内的励磁电流发生，在实践规划过程中，复励直流电动机的永磁励磁部分资料首要为高磁性的铷铁硼，这种资料的运用有用进步了电动机的运转功率，而且因为电动机的励磁部分磁场稳定性较高，因而，在运用这种电动机构成的驱动体系时，再生制动功用完结难度较低，而且因为该电动机增加了增磁绕组，这就使得电动轿车在低速或爬坡时关于大转矩的要求更简略完结。

  最终，他励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组间没有衔接，这使得励磁绕组所需求的电力首要由其他直流电源供应，在这种状况下，他励直流电动机的励磁电流并不会遭到电枢端电压或电流的影响。一起，因为他励直流电动机在运用过程中，励磁磁场的稳定性较高，操控难度较低，因而更简略完结电动轿车对再生制动的需求，但若将永磁鼓励运用于他励直流电动机中，虽然电动机的功率将会进步，其体积与分量将会减小，但因为磁场过于固定，这就使得电动机的机械特性下降，然后导致驱动电动机输出的转矩无法满意轿车发动与加快时对转矩的要求。以某款电动大客车为例，对串励直流电机与他励直流电机的再生制动效果进行比对能够发现，串励直流电机的再生制动效果比他励直流电机的小5%，能量消耗大19%，这种状况的呈现使得虽然他励直流电动机设备更为杂乱，但因为其运用更为便当，因而，当时我国直流电动机轿车所运用的电动机大多为他励直流电动机[3]。

  近年来，跟着电力电子技能、集成技能、计算机技能等高新技能的不断开展，以及各类新资料的不断呈现，电机一体化的沟通驱动体系因有着功率高、作业牢靠性强等长处，逐步得到人们的广泛运用。首要，现阶段，在电动轿车驱动体系中，较为常用的沟通电动机首要包含感应电动机、永磁同步电动机与开关磁阻电动机3类。而且当时以感应电动机为驱动电动机的电动轿车数量较多，以美国通用轿车公司所出产的电动轿车Impact为例，这款轿车首要选用前轮驾驭，而且在每个轮子上都装备了感应电动机，电动机的功率为42.5kW，转速为6600转/min，而且该轿车还装备了MOSFET型的逆变器，为轿车的正常行进供应了有用的支撑。

  其次，因为永磁同步电动机能量密度较高，这就使得其在确保较高功率的一起，有着较小的体积，这种状况的呈现使得这款电动机有着较为宽广的开展前景。在实践制作过程中，永磁同步电动机首要资料为高磁能稀土，而且其结构中没有滑環、励磁绕组与励磁铜耗，这种状况的存在使得永磁同步电动机的功率与功率都比异步电机大，但因为永磁资料价格较高，因而，这种电动机的运用规划仍比较小。

  最终，开关磁阻电动机有着结构较为简略、电流冲击较小、起动功用较好、功率较高级长处，在当时电动轿车的出产制作过程中遭到了人们的注重。举例来说，当时英国的Bedford电瓶卡车就选用了20kW的开关磁阻电机电动机作为本身的动力源，这款卡车在公路上成功运转了482.7km，最高时速可达80.45km/h。

  电力电子技能首要可分红功率改换器与电力电子器材2部分，其间功率改换器又包含直流电动机的斩波器与沟通电动机的逆变器两种。

  关于直流电动机来说，对其进行调速的首要部件为斩波器，这种器材的功率电路较为简略，而且作业功率也比较高，近年来，跟着科学技能的不断开展，斩波器的频率越来越高，因而在直流牵引调速过程中，斩波器的运用频率不断进步。现阶段，关于选用直流驱动的电动轿车来说，不论是哪种励磁方法，斩波器都是较为有用的功率改换器，而且，当时较为常见的斩波器功率电力电子器材首要包含MOSFET、BJT、IGBT等[4]。

  在DC/AC改换过程中，较为常用的方法包含直流斩波器和逆变器结合、PWM逆变器2种方法，对电动轿车来说，因为电源电压相对较低，若选用直流斩波器和逆变器结合的方法进行DC/AC改换，受能量传输环节过多的影响，整个电路体系的功率将会大大下降，而PWM电压型逆变器则不会呈现上述问题。在实践运用过程中，PWM的开展趋势首要有3种，首要，为进一步进步PWM电压型逆变器的作业频率，能够凭借IGBT元件，削减低频谐波分量以及电动轿车发动时所发生的电流冲击;其次，为扩展PWM电压型逆变器的调速规划，能够经过进步电机额外频率的方法，满意电动轿车的运转要求，一起，为进一步进步功率比，则能够经过削减电机分量与体积的方法，为电动轿车体积的减小供应加追;最终，为进一步进步电动轿车体系的稳定性，能够在PWM電压型逆变器规划过程中融入以DPS为中心的计算机操控体系，进步矢量操控运算的牢靠性，下降电流冲击，进步体系的操控功率。

  关于电动轿车来说，操控体系是否牢靠与其运转的安全性与稳定性之间存在着直接的联络，即使电动轿车的电机共同，但两者的操控方法不同，那么其输出也会发生极大地不同。现阶段，关于一些功率较小的电动轿车来说，因为其所需功用不高，因而，其操控方法能够挑选较为简略的开环操控;但关于一些功率较大，功用要求较高的电动轿车来说，不只需求确保电动机的功用能够满意轿车的正常运用需求，还需求确保其操控体系能够对轿车运转状况进行有用的操控。现阶段，关于高功率电动轿车来说，传统的PI、PD等线性操控方法现已无法满意其关于体系操控作业的要求，近年来，跟着科学技能的不断开展变压变频、矢量操控、直接转矩操控、变结构操控等操控方法被运用到了电动轿车体系操控过程中，而且有用进步了电动轿车体系操控作业的质量。此外，在信息化、智能化技能的开展布景下，相似含糊操控、神经网络、专家体系等智能操控体系也逐步被运用到了电动轿车的驱动体系傍边，这种状况的呈现正在推进电动轿车朝着智能化、现代化的方向开展。

  近年来，跟着人们环保知道的不断增强，我国电动轿车的保有量不断上涨，据公安部计算，截止到2020年年末，我国新动力轿车保有量到达了492万辆，占轿车总保有量的1.75%，其间纯电动轿车保有量到达了4百万辆，占新动力轿车总量的81.32%，而且新动力轿车的年增加量接连3年超过了一百万辆。在上述状况下，为进一步进步电动轿车的牢靠性，我国现已开始建立了具有自主知识产权的异步电机体系开发渠道，能够满意小批量电动轿车的研制、出产、制作与服务体系要求，大功率的异步电机体系也现已被各类电动客车所运用，这种状况的呈现使得人们更好地知道到了电动轿车产品的牢靠性。现阶段，为进一步推进电动轿车的稳定性，加强对电动轿车电气驱动技能的研讨，成为了一项极为必要的作业，从研制人员的方面来说，为确保电动轿车电气驱动技能的有用开展，对当时电动轿车电气驱动技能的运用状况进行调查研讨，而且以此为根底，不断强化电气驱动技能的动力安全、环境要求，而且尽可能下降其本钱，现已成为一项极为必要的作业。从国家的视点来说，当时电动轿车的开展不只仅需求技能方面的优化，还需求国家方面的支撑，现阶段，为进一步进步我国电动轿车在轿车市场上的份额，下降轿车所发生的环境污染，政府部门能够经过方针引导的方法，使电动轿车开展企业清晰本身的开展方针，实在推进电动轿车行业的健康开展。具体来说，在很长一段时间内，我国的电动轿车行业规划较小，零部件配套体系不行健全，这种状况大大下降了人们对电动轿车的爱好，现阶段，为实在处理上述问题，政府方面能够以市场导向为根底，加强整车与零部件企业间的联络，推进三位一体方法的开展，然后到达推进电动轿车工业化的进程，一起，政府方面能够经过退税、方针补助等方法，进一步招引顾客购买电动轿车，然后到达推进电动轿车行业全体开展的意图[5]。

  在当时的社会开展过程中，化石动力的存储量日渐缺少，天然资源供应才能与生态承载力间的对立越发杰出，现阶段，为实在下降对化石动力的消耗量，以电能这种清洁动力为动力的电动轿车遭到了人们的广泛欢迎，面临这种巨大的市场需求，电动轿车技能、工业研讨人员应经过不断深入研讨的方法，进一步进步电动轿车的运用价值。

  [1]刘春晖.浅谈电动轿车驱动体系的结构及分类[J].轿车实用技能，2021，46（16）：11-13.

  [2]田圣彬，张立刚，门鸣，王昕悦，郭晓星.球团风机电气驱动体系的牢靠性研讨[J].电气传动，2019，49（11）：103-107.

  [3]李利飞，闫瑞杰，李海香.电动轿车电气驱动体系剖析[J].南边农机，2019，50（06）：124.

  [4]刘芳，易念慈.电动轿车的电气驱动技能及其开展[J].轿车工程师，2018（02）：14-15，24.

  [5]崔荣梅.新动力轿车动力体系技能开展战略讨论[J].南边农机，2018，49（03）：159-160.