電動車電機組成結(jié)構(gòu)

1.永磁式直流電機:

由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成。

定子磁極采用永磁體(永久磁鋼)，有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結(jié)構(gòu)形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。

轉(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成，漆包線繞在轉(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個繞組)，其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。

電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)電部件，具備導(dǎo)電與耐磨兩種性能。永磁電機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。

2.無刷直流電機:

由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。 無刷直流電機的特點是無刷，采用半導(dǎo)體開關(guān)器件(如霍爾元件)來實現(xiàn)電子換向的，即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點。

位置傳感器按轉(zhuǎn)子位置的變化，沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進行換流(即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路，按一定的邏輯關(guān)系進行繞組電流切換)。

3.高速永磁無刷電機:

由定子鐵心、磁鋼轉(zhuǎn)子、太陽輪、減速離合器、輪轂外殼等組成。

電機蓋子上面可以裝上霍爾傳感器，用以測速。

位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。

采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)Ｓ眉呻娐返?裝在定子組件上，用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。電動汽車多用的是霍爾元件。

采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉(zhuǎn)子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。

采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件(例如耦合變壓器、接近開關(guān)、LC諧振電路等)，當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時，電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號(其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化)。

定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。

用于電動汽車的驅(qū)動電機與常規(guī)的工業(yè)電機不同。電動汽車的驅(qū)動電機通常要求頻繁的啟動/停車、加速/減速，低速或爬坡時要求高轉(zhuǎn)矩，高速行駛時要求低轉(zhuǎn)矩，并要求變速范圍大。而工業(yè)電機通常優(yōu)化在額定的工作點。因此，電動汽車驅(qū)動電機比較獨特，應(yīng)單獨歸為一類。

對無刷電機而言，根據(jù)電機是否具有位置傳感器，又分為有位置傳感器無刷電 機和無位置傳感器無刷電機。對于無位置傳感器的無刷電機，必須要先將車用腳蹬起來，等電機具有一定的旋轉(zhuǎn)速度以后，控制器才能識別到無刷電機的相位，然后控制器才能對電機供電。由于無位置傳感器無刷電機不能實現(xiàn)零速度啟動，所以在2000年以后生產(chǎn)的電動車上用得較少。電動車行業(yè)內(nèi)使用的無刷電機，普遍采用有位置傳感器無刷電機。旋轉(zhuǎn)180°，線圈不動，霍耳元件感應(yīng)到S極磁場，此時P1與R2截止，P2與R1導(dǎo)通，可以看到電流i'從電池正極經(jīng)過R1、線圈、P2流到電池負極。通電線圈中的A點的電流i'方向是指向接線頭的方向(矢量方向與i'矢量方向相反)，磁鋼受到線圈的反作用力，一樣產(chǎn)生向逆時針方向的旋轉(zhuǎn)力矩。電動車用無刷電機的磁鋼數(shù)量比較多，線圈一般有3組，每組線圈都有相應(yīng)的霍耳元件(3相線圈有3個霍耳元件)，這樣電機旋轉(zhuǎn)時就更平穩(wěn)，效率更高。當(dāng)磁鋼旋轉(zhuǎn)時，霍耳元件感應(yīng)到磁場方向變化后給出相應(yīng)控制信號，無刷控制器根據(jù)此信號控制著上3路與下3路功率管的導(dǎo)通與截止。

有刷電機、無刷電機的比較

有刷電機與無刷電機的通電原理上的區(qū)別:有刷電機是由碳刷與換向器進行機械換向，無刷電機是靠霍耳元件感應(yīng)信號由控制器完成電子換向。

有刷電機和無刷電機的通電原理不一樣，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不一樣。對輪轂式電機而言，電機力矩的輸出方式(是否經(jīng)過齒輪減速機構(gòu)減速)不一樣，其機械結(jié)構(gòu)也不一樣。

1、常見高速有刷電機的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機由內(nèi)置高速有刷電機心、減速齒輪組、超越離合器、輪轂端蓋等部件組成。高速有刷有齒輪轂式電機屬于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機。

2、常見低速有刷電機的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機由碳刷、換相器、電機轉(zhuǎn)子、電機定子、電機軸、電機端蓋、軸承等部件組成。低速有刷無齒輪轂式電機屬于外轉(zhuǎn)子電機。

3、常見高速無刷電機的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機由內(nèi)置高速無刷電機心、行星摩擦滾子、超載離合器、輸出法蘭、端蓋、輪轂外殼等部件組成。高速無刷有齒輪轂電機屬于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機。

4、常見低速無刷電機的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機由電機轉(zhuǎn)子、電機定子、電機軸、電機端蓋、軸承等部件組成。低速無刷無齒輪轂式電機屬于外轉(zhuǎn)子電機。

電動機(Motors)是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈(也就是定子繞組)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子鼠籠式式閉合鋁框形成磁電動力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電機，可以是同步電機或者是異步電機(電機定子磁場轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速)。電動機主要由定子與轉(zhuǎn)子組成，通電導(dǎo)線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關(guān)。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機轉(zhuǎn)動。

基本介紹

電動機是一種旋轉(zhuǎn)式電動機器，它將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，它主要包括一個用以產(chǎn)生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉(zhuǎn)電樞或轉(zhuǎn)子。在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，其在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過并受磁場的作用而使其轉(zhuǎn)動。這些機器中有些類型可作電動機用，也可作發(fā)電機用。它是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一種機器。通常電動機的作功部分作旋轉(zhuǎn)運動，這種電動機稱為轉(zhuǎn)子電動機;也有作直線運動的，稱為直線電動機。

基本結(jié)構(gòu)

一、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)，由定子、轉(zhuǎn)子和其它附件組成 。

(一)定子(靜止部分)

1、定子鐵心

作用:電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。

構(gòu)造:定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。

定子鐵心槽型有以下幾種:

半閉口型槽:電動機的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。

半開口型槽:可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。

開口型槽:用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。

2、定子繞組

作用:是電動機的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

構(gòu)造:由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。

定子繞組的主要絕緣項目有以下三種:(保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣)。

(1)對地絕緣:定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。

(2)相間絕緣:各相定子繞組間的絕緣。

(3)匝間絕緣:每相定子繞組各線匝間的絕緣。

電動機接線盒內(nèi)的接線:

電動機接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1(U1)、2(V1)、3(W1)，下排三個接線樁自左至右排列的編號為6(W2)、4(U2)、5(V2)，.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時均應(yīng)按這個序號排列。

3、機座

作用:固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護、散熱等作用。

構(gòu)造:機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流，以利于散熱。

(二)轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分)

1、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心:

作用:作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。

構(gòu)造:所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動機(轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上)的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。

2、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組

作用:切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。

構(gòu)造:分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。

(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子:轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。

(2)繞線式轉(zhuǎn)子:繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。

特點:結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故繞線式電動機的應(yīng)用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動機的起、制動性能及調(diào)速性能，故在要求一定范圍內(nèi)進行平滑調(diào)速的設(shè)備，如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面采用。

(三)相異步電動機的其它附件

1、端蓋:支撐作用。

2、軸承:連接轉(zhuǎn)動部分與不動部分。

3、軸承端蓋:保護軸承。

4、風(fēng)扇:冷卻電動機。

二、直流電動機采用八角形全疊片結(jié)構(gòu)，不僅空間利用率高，而且當(dāng)采用靜止整流器供電時，能承受脈動電流和快速的負載電流變化。直流電動機一般不帶串勵繞組，適用于需要正、反轉(zhuǎn)的自動控制技術(shù)中。根據(jù)用戶需要也可以制成帶串勵繞組。中心高100~280mm的電動機無補償繞組，但中心高250mm、280mm的電動機根據(jù)具體情況和需要可以制成帶補償繞組，中心高315~450mm的電動機帶有補償繞組。中心高500~710mm的電動機外形安裝尺寸及技術(shù)要求均符合IEC國際標準，電機的機械尺寸公差符合ISO國際標準。

直流電動機的工作原理:

在圖中，線圈連著換向片，換向片固定于轉(zhuǎn)軸上，隨電機軸一起旋轉(zhuǎn)，換向片之間及換向片與轉(zhuǎn)軸之間均互相絕緣，它們構(gòu)成的整體稱為換向器。電刷A、B在空間上固定不動。

在電機的兩電刷端加上直流電壓，由于電刷和換向器的作用將電能引入電樞線圈中，并保證了同一個極下線圈邊中的電流始終是一個方向，繼而保證了該極下線圈邊所受的電磁力方向不變，保證了電動機能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換成機械能以拖動生產(chǎn)機械，這就是直流電動機的工作原理。注意:每個線圈邊中的電流方向是交變的。

2、直流發(fā)電機的工作原理:

如圖，當(dāng)用原動機拖動電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)，線圈邊將切割磁力線感應(yīng)出電勢，電勢方向可據(jù)右手定則確定。由于電樞連續(xù)旋轉(zhuǎn)，線圈邊ab、cd將交替地切割N極、S極下的磁力線，每個線圈邊和整個線圈中的感應(yīng)電動勢的方向是交變的，線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢是交變電動勢，但由于電刷和換向器的作用，使流過負載的電流是單方向的直流電流，這一直流電流一般是脈動的。

無刷直流電動機之所以被廣泛應(yīng)用于電動車，是因為它與傳統(tǒng)的有刷直流電動機相比具有以下二方面的優(yōu)勢。

(1)壽命長、免維護、可靠性高。在有刷直流電動機中，由于電機轉(zhuǎn)速較高，電刷和換向器磨損較快，一般工作1000小時左右就需更換電刷。另外其減速齒輪箱的技術(shù)難度較大，特別是傳動齒輪的潤滑問題，是目前有刷方案中比較大的難題。所以有刷電機就存在噪聲大、效率低、易產(chǎn)生故障等問題。因此無刷直流電動機的優(yōu)勢很明顯。

(2)效率高、節(jié)能。一般而言，因無刷直流電動機沒有機械換向的磨擦損耗及齒輪箱的消耗，以及調(diào)速電路損耗，效率通常可高于85%，但考慮到實際設(shè)計中的最高性價比，為減少材料消耗，一般設(shè)計為76%。而有刷直流電動機的效率由于齒輪箱和超越離合器的消耗，通常在70%左右。

在電動自行車行業(yè)，電機一般指電機總成，包括電機心、減速機構(gòu)等。下面我們講的電動自行車均指電機總成。

一、電機的拆卸

拆卸電機之前應(yīng)首先拔開電機與控制器的引線，此時一定要記錄下電機引線顏色與控制器引線顏色的一一對應(yīng)關(guān)系。打開電機端蓋之前應(yīng)先清潔操作場地，以防止雜物被吸在電機內(nèi)的磁鋼上。做好端蓋與輪轂相對位置的標記。注意:一定要按對角順序松動螺釘，以免電機外殼變形。電機轉(zhuǎn)子與定子的徑向間隙叫氣隙(空氣間隙)，一般電機的氣隙在0.25-0.8mm之間。當(dāng)拆卸完電機排除了電機故障之后，一定要按原來的端蓋記號進行裝配，這樣可以防止二次裝配后的掃膛現(xiàn)象。

二、電機內(nèi)齒輪的潤滑

如果有刷有齒輪轂電機與無刷有齒輪轂電機運行的噪音開始變大，或者更換了電機內(nèi)的齒輪，應(yīng)將齒輪所有齒面涂滿潤滑脂，一般使用3號潤滑脂或廠家指定的潤滑油。

三、電機的組裝

在組裝有刷電機之前，請檢查刷握里面彈簧的彈性，檢查碳刷與刷握是否有碰擦，檢查碳刷在刷握里是否能達到最大行程，注意碳刷與換相器的正確定位，以免卡壞碳刷或刷握。

安裝電機的時候，首先應(yīng)清理電機部件表面的雜質(zhì)，以免影響電機的正常運轉(zhuǎn)，并且一定要將輪轂體固定結(jié)實，以免安裝時由于受磁鋼的強力吸引，造成部件相互撞擊、損壞。檢測36V正常，控制器輸出5V、12V正常，電動機電阻正常。把電動機直接連接到36V電池上，電動機運轉(zhuǎn)正常。

四、接線方法

由于換向方式不一樣，有刷電機和無刷電機不但內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一樣，而且在接線方式上的區(qū)別也非常大。

1、有刷電機的接線方法。有刷電機一般有正負兩根引線。一般紅線是電機正極，黑線是電機負極。如果將正負極交換接線，只是會使電機反轉(zhuǎn)，一般不會損壞電機。

2、無刷電機相角的判斷。無刷電機的相角是無刷電機的相位代數(shù)角的簡稱，指無刷電機各線圈在一個通電周期里面線圈內(nèi)部電流方向改變的角度。電動車用無刷電機常見的相位代數(shù)角有120°與60°兩種。

觀察霍耳元件安裝空間位置判斷無刷電機的相角， 120°和60°兩種相角電機的霍耳元件安裝空間位置不一樣。

測量霍耳真值信號判斷無刷電機的相角

需要先說明一下的是什么叫無刷電機的磁拉力角。無刷電機的磁鋼數(shù)量一般是12片、16片或18片,其對應(yīng)的定子槽數(shù)是36槽、48槽或54槽。電機在靜止狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子磁鋼的磁力線有沿磁阻最小方向行走的特性，因此轉(zhuǎn)子磁鋼所停頓的位置恰好為定子槽凸極的位置。磁鋼不會停在定子槽心的位置，這樣轉(zhuǎn)子與定子的相對位置只有36種、48種或54種這有限的幾個位置。因此無刷電機的最小磁拉力角就是360/36°、360/48°或360/54°。

無刷電機的霍耳元件有5根引線，分別是霍耳元件的公共電源正極、公共電源負極、A相霍耳輸出、B相霍耳輸出和C相霍耳輸出。我們可以利用無刷控制器(60°或120°)的5根霍耳引線，將無刷電機霍耳元件引線的正負電源接好，將其余A、B、C三個相位傳感器的引線，任意接在控制器霍耳信號引線的引線上。接通控制器電源，由控制器給霍耳元件供電，就可以檢測到無刷電機的相角了。方法如下:用萬用表的+20V直流電壓擋， 并將黑表筆接地線，紅表筆分別測量三個引線的電壓情況，記錄下3根引線的高低電壓。輕微轉(zhuǎn)動電機，讓電機轉(zhuǎn)過一個最小磁拉力角度，再次測量并記錄下3根引線的高低電壓，如此測量記錄6次。我們用1表示高電位，用0表示低電位，那么--

如果是60°無刷電機，連續(xù)轉(zhuǎn)動6個最小磁拉力角度，則測量出的霍耳真值信號應(yīng)該是:100、110、111、011、001、000。調(diào)整三個霍耳元件引線的引腳順序，讓真值的信號嚴格按照上面的真值順序變化，這樣對于60°無刷電機的A、B、C三個相位就判斷出來了。

如果是120°無刷電機，連續(xù)轉(zhuǎn)動6個最小磁拉力角度，測量出的霍耳真值信號應(yīng)該是按照100、110、010、011、001、101的規(guī)律變化，這樣霍耳元件引線的通電相序就判斷出來了。

如果想快速測出無刷電機是60°還是120°，用萬用表的+20V直流電壓擋，并將黑表筆接地線，紅表筆分別測量三個引線的電壓，出現(xiàn)三根線都有電壓或都無電壓時就確定是60°電機，否則就是120°

3、無刷電機的接線方法。無刷電機的線圈引線有3根，霍耳引線有5根，這8根引線必須和控制器相應(yīng)引線一一對應(yīng)，否則電機不能正常轉(zhuǎn)動。

一般講來，60°和120°相角的無刷電機，需要由與之相對應(yīng)的60°和120°相角的無刷電機控制器來驅(qū)動，兩種相角的控制器不能直接互換。60°相角的無刷電機與60°相角控制器相連的8根線的正確接線有兩種，一種正轉(zhuǎn)，一種反轉(zhuǎn)。

因為對于120°相角的無刷電機，通過調(diào)整線圈引線的相序和霍耳引線的相序，電機與控制器相連的8根線的正確接線可以有6種，其中3種接法電機正轉(zhuǎn)，另外3種接法電機反轉(zhuǎn)。

如果無刷電機反轉(zhuǎn)，表明無刷控制器與無刷電機的相角是匹配的，我們可以這樣來調(diào)整電機的轉(zhuǎn)向:將無刷電機與無刷控制器的霍耳引線的A、C交換接線;同時將無刷電機與無刷控制器的主相線A、B交換接線。

電動自行車大體可分三種。 1，直流輪轂電機，即有刷電機，兩根引出線，外接PWM控制器。 2，交流輪轂電機，有帶霍爾和不帶霍爾傳感的，三根引線以上，外接變頻控制器。3，直流無刷輪轂電機，內(nèi)含電子換向器，兩根引出線。外接PWM控制器。 一定要分清，不要被混淆。

它們在負載要求、技術(shù)性能和工作環(huán)境等方面有著不同的特殊的要求:

1、電動汽車驅(qū)動電機需要有4-5倍的過載以滿足短時加速或爬坡的要求;而工業(yè)電機只要求有2倍的過載就可以了。

2、電動汽車的最高轉(zhuǎn)速要求達到在公路上巡航時基本速度的4-5倍，而工業(yè)電機只需要達到恒功率是基本速度的2倍即可。

3、電動汽車驅(qū)動電機需要根據(jù)車型和駕駛員的駕駛習(xí)慣設(shè)計，而工業(yè)電機只需根據(jù)典型的工作模式設(shè)計。

4、電動汽車驅(qū)動電機要求有高度功率密度(一般要求達到1kg/kw以內(nèi))和好的效率圖(在較寬的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率)，從而能夠降低車重，延長續(xù)駛里程;而工業(yè)電機通常對功率密度、效率和成本進行綜合考慮，在額定工作點附近對效率進行優(yōu)化。

5、電動汽車驅(qū)動電機要求工作可控性高、穩(wěn)態(tài)精度高、動態(tài)性能好;而工業(yè)電機只有某一種特定的性能要求。

6、電動汽車驅(qū)動電機被裝在機動車上，空間小，工作在高溫、壞天氣、及頻繁振動等等惡劣環(huán)境下。而工業(yè)電機通常在某一個固定位置工作。

電機的故障有機械故障與電氣故障兩大類，機械故障比較容易發(fā)現(xiàn)，而電氣故障就要通過測量其電壓或電流進行分析判斷了，以下介紹電機常見故障的檢測與排除方法。

1、電機的空載電流大

當(dāng)電機的空載電流大于極限數(shù)據(jù)時，表明電機出現(xiàn)了故障。電機空載電流大的原因有，電機內(nèi)部機械摩擦大，線圈局部短路，磁鋼退磁。我們繼續(xù)往下做有關(guān)的測試與檢查項目，可以進一步判斷出故障原因或故障部位。

電機的空載/負載轉(zhuǎn)速比大于1.5，打開電源，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把，使電機高速空載轉(zhuǎn)動10s以上。等電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定以后，測量此時電機的空載最高轉(zhuǎn)速N1。在標準測試條件下，行駛200m距離以上，開始測量電機的負載最高轉(zhuǎn)速N2?？蛰d/負載轉(zhuǎn)比=N2÷N1。

當(dāng)電機的空載/負載轉(zhuǎn)速比大于1.5時，說明電機的磁鋼退磁已經(jīng)相當(dāng)厲害了，應(yīng)該更換電機里面整套的磁鋼，在電動車的實際維修過程中一般是更換整個電機。

2、電機發(fā)熱

電機發(fā)熱的直接原因是由于電流大引起的，電機電流I，電機的輸入電動勢E1，電機旋轉(zhuǎn)的感生電動勢(又叫反電動勢)E2，與電機線圈電阻R之間的關(guān)系是:I=(E1-E2)÷R，I增大，說明R變小或E2減少了。R變小一般是線圈短路或開路引起的，E2減少一般是磁鋼退磁引起的或者是線圈短路，開路引起的。在電動車 的整車的維修實踐中，處理電機發(fā)熱放障的方法，一般是更換電機。

3、電機在運行時內(nèi)部有機械碰撞或機械噪音

無論高速電機還是低速電機，在負載運行時都不應(yīng)該出現(xiàn)機械碰撞或不連續(xù)不規(guī)則的機械噪音。不同形式的電機可運用不同的方法進行維修。

4、整車行駛里程縮短、電機乏力

車續(xù)行里程短與電機乏力(俗稱電機沒勁)的原因比較復(fù)雜。但是當(dāng)我們排除了以上4種電機故障之后，一般說來，整車續(xù)行里程短的故障就不是電機引起的了，這和電池容量的衰減，充電器充不滿電，控制器參數(shù)漂移(PWM信號沒有達到100%)等有關(guān)。

5、無刷電機缺相

無刷電機缺相一般是由于無刷電機的霍耳元件損壞引起的。我們可以通過測量霍耳元件輸出引線相對霍耳地線和相對霍耳電源的引線的電阻，用比較法判斷是哪只霍耳元件出現(xiàn)故障。

為保證電機換相位置的精確，一般建議同時更換所有的三個霍耳元件。更換霍耳元件之前，必須弄清楚電機的相位代數(shù)角是120°還是60°，一般120°相角電機的三個霍耳元件的擺放位置是平行的。而60°相角電機，三個霍耳元件中間的一個霍耳元件是呈翻轉(zhuǎn)180°位置擺放的。

此車轉(zhuǎn)把、閘把插接于顯示板上，通過九芯線連接到控制器，檢測九芯線轉(zhuǎn)把輸出信號，轉(zhuǎn)動車把，輸出在1~4.2V之間正常。又檢測指示電路板上閘把插接件的信號正常，而九芯線中閘把輸出信號異常，清洗儀表盤指示電路板，故障排除。指示電路板中引腳間有導(dǎo)電灰塵。漏電電阻引起閘把信號變化，輸出剎車信號到控制器，所以電動機不轉(zhuǎn)。

"綠人"牌電動自行車電動機不轉(zhuǎn)故障檢修與排除

經(jīng)檢查無電量顯示。取下電池盒，發(fā)現(xiàn)上下觸點氧化，動觸點彈簧銹斷.更換一套觸點，故障排除

"新宇田"牌電動自行車，電動機高速運轉(zhuǎn)且不可控制故障的維修

新宇田電動自行車采用有刷電動機，打開控制器，檢測控制器輸出+5V轉(zhuǎn)把電壓信號及轉(zhuǎn)把輸入信號l ~4.2V正常。測控制器輸出電動機線對地電阻為零。

拆下場效應(yīng)開關(guān)管檢測正常，拆下續(xù)流二極管，檢測二極管擊穿，更換肖特基二極管后工作正常。

"邦德"牌電動自行車，電動機時轉(zhuǎn)時停故障維修

打開電鑰匙開關(guān)，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把，發(fā)現(xiàn)電動機時轉(zhuǎn)時停，儀表盤燈時亮?xí)r滅,檢測電池正常。打開腳踏板下控制器盒，發(fā)現(xiàn)熔斷器座接觸不良，更換后正常。

"天盛牌"電動自行車電動機不轉(zhuǎn)故障維修

江蘇常州產(chǎn)天盛牌電動自行車，接通鑰匙開關(guān)，儀表盤燈指示正常，從車上取下無刷控制器，聞到控制器有一股糊味，判斷控制器燒毀，更換一新控制器，按無刷電動機、控制器之間36種接法試接，得到正確連接方式。

接著確定調(diào)速轉(zhuǎn)把線、閘把線。打開儀表盤，查到轉(zhuǎn)把輸出線轉(zhuǎn)換為引線

束中的綠線、查到紅線為5V，黑線是地，藍線是閘把線，把5V、地、轉(zhuǎn)把輸出、閘把線與控制器相應(yīng)線相連，代換成功。

"大陸鴿"牌電動自行車，加電不轉(zhuǎn)故障維修

檢查電源電壓正常，電動機電阻正常，加速時聽到輪轂內(nèi)有運轉(zhuǎn)聲。打開輪轂，發(fā)現(xiàn)減速齒輪磨損。更換與之通用的"千鶴"牌電動自行車齒輪，故障

排除。

"安琪爾"牌電動自行車時轉(zhuǎn)時停故障維修

檢測控制器輸入電源正常，輸出5V正常，電動機輸出電源正常。關(guān)斷電源，取下電動機與控制器之間連接線，測電動機電阻時大時小。詢問車主購車三年多，判斷為電刷磨損，打開電動機，更換磨損電刷、清理電動機，故障排除。

"綠源"牌 電動自行車，電動機轉(zhuǎn)不停故障維修

檢測控制器電動機線輸出電壓，始終為電源電壓，判斷為控制器的故障，打開控制器發(fā)現(xiàn)場效應(yīng)晶體管擊穿，原場效應(yīng)晶體管型號已被磨掉，換一個IR- FZ44N，工作正常。

"奧神"牌電動自行車電動機不轉(zhuǎn)故障維修兩例

例一:

打開鑰匙開關(guān)，儀表盤燈亮，測控制器輸出電動機線電壓沒有，確定為控

制器故障。原控制器是山西進步電動機配套控制器，設(shè)計有很大缺陷，使開關(guān)管不能完全飽和，致使場效應(yīng)晶體管燒壞開路，換一優(yōu)質(zhì)控制器故障排除。

例二:

打開鑰匙開關(guān)，儀表指示正常，測控制器損壞，換控制器后電動機仍不轉(zhuǎn),測電動機有故障，打開發(fā)現(xiàn)電動機電刷磨損嚴重，電動機換向器被碳粉短路， 導(dǎo)致控制器損壞。更換電刷，清理換向器，吹凈電動機線圈中雜質(zhì)，故障排除

"英克萊"牌電動自行車，無刷電動機不轉(zhuǎn)故障維修兩例

例一:

打開鑰匙開關(guān)，電量顯示正常，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把，電動機不轉(zhuǎn)，檢測電動機霍爾傳感器輸出信號不正常，檢查電動機發(fā)現(xiàn)引出線在電動機軸端有幾根卡斷。電動機引出線足夠長，拆開電動機，去除斷線，從電動機內(nèi)部直接接出，電動機轉(zhuǎn)動正常。

例二:

電量顯示正常，而電動機不轉(zhuǎn)，檢測控制器輸出電壓，發(fā)現(xiàn)控制器輸出電動機傳感器電源沒有電壓，檢查發(fā)現(xiàn)傳感器引線的紅色線與黑色線破皮相碰燒壞控制器。

把熱縮管套在傳感器紅色線和黑色連線破損處，用電吹風(fēng)加熱、絕緣管縮緊，處理好絕緣，更換無刷控制器正常。

"悍馬"牌電動自行車，電動機不轉(zhuǎn)故障維修兩例

例一:

接通鑰匙開關(guān)，儀表盤指示燈不亮，測電池電壓正常，測控制器輸入電源電壓沒有，取下電池，測鑰匙開關(guān)電阻大，鑰匙開關(guān)壞。更換電源鎖后正常。

例二:

打開鑰匙開關(guān)，儀表盤燈不亮。檢測電池觸點，電壓沒有，檢查熔斷器，發(fā)現(xiàn)熔斷器燒壞，更換熔斷器，工作正常。

電動汽車無疑是時下最為"熱門"的產(chǎn)品之一，世界各大知名汽車生產(chǎn)廠商都在奮力角逐這一"新鮮事物"，當(dāng)然國內(nèi)企業(yè)也不甘落后，而電動車整車組配過程中，電機的好壞又直接決定了整車性能的高低，我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國外差距正在拉大，其中電機的差距尤為明顯。 由于新能源汽車的發(fā)展，純電動汽車所用電機市場已經(jīng)成為重點銷售方向，雖然很多國內(nèi)企業(yè)都宣稱自己擁有全產(chǎn)業(yè)鏈的科研實力，但是真正好的電機一定是需要長期的技術(shù)積累，然后才能試制、測試，最終才能走向批量生產(chǎn)。國內(nèi)真正有實力做新能源電機的整車企業(yè)很少，尤其是在乘用車領(lǐng)域，在各企業(yè)大力宣揚擁有核心自主的背景下，大家都不愿對外展示作為新能源汽車核心部件之一的電機環(huán)節(jié)仍處于受制于人的境況。在中國號稱做新能源電機的企業(yè)很多，但是專業(yè)做新能源電機的企業(yè)很少，很多企業(yè)都是從做傳統(tǒng)的機械、船舶等傳統(tǒng)工業(yè)電機領(lǐng)域轉(zhuǎn)行進入新能源驅(qū)動電機領(lǐng)域，幾無研發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗。雖然傳統(tǒng)工業(yè)電機與新能源汽車電機在原理上是相通的，但是在實際制造上還是存在不小區(qū)別的。新能源汽車所用電機分為異步電機和永磁電機兩種，前者主要用于公交、客運等商用車，而后者主要用于乘用車。由于異步電機的轉(zhuǎn)子無繞組，也無電刷，沒有磁感應(yīng)，功率轉(zhuǎn)換效率低，構(gòu)造也簡單，價格也比較便宜，主要應(yīng)用于大型客車;而永磁電機電機的轉(zhuǎn)子有繞組，有電刷向轉(zhuǎn)子供電，功率轉(zhuǎn)換效率大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格也貴，主要用于對轉(zhuǎn)速要求嚴厲的環(huán)境，比如純電動乘用車。在此過程中很多電機配套企業(yè)都是急忙上馬，將傳統(tǒng)工業(yè)電機進行簡單的技術(shù)改進，當(dāng)作新能源汽車電機提供給整車廠。但在國外，生產(chǎn)新能源汽車電機存在著多項嚴格的技術(shù)指標。新能源汽車，尤其是純電動汽車在爬坡、下坡、平坦路面、顛簸路面等不同路況行駛時，電機的輸出功率不一樣。國內(nèi)很多電機廠僅僅是在傳統(tǒng)工業(yè)電機的生產(chǎn)經(jīng)驗上稍加改進，完全沒有考慮到新能源汽車電機的使用環(huán)境，會大大縮短使用壽命，且易造成局部過熱、線路短路等危險情況。既然都意識到電動汽車電機今后將有廣闊的市場，何不嚴格的從電機的研發(fā)、試驗、投產(chǎn)進行把控，盡早進行基礎(chǔ)性研究，"靜下心來"從零做起，真正形成電動汽車電機產(chǎn)業(yè)鏈，以健全的姿態(tài)面對觸手可得的機遇。

作為新能源汽車中必備的儲能設(shè)備，動力電池起著舉足輕重的作用。鉛酸動力電池。

據(jù)中國電池工業(yè)協(xié)會副理事長王敬忠介紹，新能源汽車的發(fā)展對動力 電池提出了高要求，高性能的先進動力電池的研發(fā)和生產(chǎn)逐漸發(fā)展起來，其中鋰離子動力電池，新型高容量的鉛酸動力電池備受關(guān)注。

"高性能動力電池是發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)支撐。"中國科學(xué)院物理研究所黃學(xué)杰如是對記者表示。他認為，提升我國動力電池的產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，建立產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)開發(fā)平臺，可以與電池行業(yè)發(fā)展方向和重點企業(yè)需求相結(jié)合，解決我國電池生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸和工藝問題。

在提升電池、電機等核心零部件的基礎(chǔ)上，產(chǎn)業(yè)體系的競爭力有望提高，并促進2012年新能源汽車在國內(nèi)的推廣加快。

國標關(guān)于電動車電機的命名標準如下: 派生代號，用大寫漢語拼音字母表示

性能參數(shù)代號，用二位阿拉伯?dāng)?shù)字表示

產(chǎn)品名稱代號，用大寫漢語拼音字母表示機座號，以機殼外徑(mm)表示

產(chǎn)品名稱代號

SYT:鐵氧體永磁式直流伺服電動機

SYX:稀土永磁式直流伺服電動機

SXPT:鐵氧體永磁式線繞盤式直流電動機

SXPX:稀土永磁式線繞盤式直流電

SWT:鐵氧體永磁式無刷直流伺服電動機

SWX:稀土永磁式無刷直流伺服電動機

SN:印制繞組直流伺服電動機

SR:開關(guān)磁阻電動機

YX:三相異步電動機

電動車電機測試系統(tǒng)主要是對電動車電機實時轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，輸出功率，電壓，電流輸入功率，效率的測量。

從目前的情況看。

電動車從目前情況看有小，中，大三種

小型的有從電動玩具車，電動滑板車等，中型的如電動自行車，電動摩托車，電動三輪車，小四輪電動車等，大型的如電動四輪車，電動轎車，電動客車，電動鏟車等

那么先以中型的電動自行車/電動摩托車為例，它們的動力系統(tǒng)如何測試呢。

以一個性能完整的控制器為樣本，將它連接電機，測試從近空載，連續(xù)負載，至堵轉(zhuǎn)的一系列過程，并將其各點繪制成曲線，觀察各參數(shù)及曲線就可以很明顯的反映出這個被測電機的品質(zhì)。

一般情況下

電動自行車電機測試系統(tǒng)由:50N.m的磁粉測功機，電機測試夾具，多功能轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速顯控儀，直流電參數(shù)測量儀，電機用可調(diào)直流穩(wěn)定電源，計算機，打印機，軟件及保護器等組成;另外需要整體美觀好看的還可以選擇機柜將儀器裝進機柜里。

電動摩托車電機測試系統(tǒng)的磁粉測功機要大些，需要用100N.m的磁粉測功機來替換;

電動三輪車電機或者電動四輪游覽車電機等，需要用200N.m的磁粉測功機來替換。

而小型的電動玩具車電機，需要用磁滯測功機來替代，而力矩大小一般也不會超過2N. m;

電動滑板車電機，因力矩不大會超過5N.m，所以用5N.m的磁滯測功機來做功率測試比較好。

而大型的電動四輪車電機，一般情況下，他的最大轉(zhuǎn)矩都大于200N.m;

而大型電動車電機的使用上多數(shù)采用美國方案，用的是變頻電機;目前國內(nèi)正在研究用永磁同步電機來替代，考慮到重量比的因素，廣泛應(yīng)用于中小型電動車的直流永磁電機受到了冷遇。如何在減輕重量的情況下提高效率和穩(wěn)定性，這個成了大型電動車的一個重大話題。

大型電動車電機測試系統(tǒng)組成1:電渦流測功機，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀，三相交流電參數(shù)測量儀，電機用變頻穩(wěn)定電源，計算機，打印機，軟件及保護器等組成另外需要整體美觀好看的還可以選擇機柜將儀器裝進機柜里。

大型電動車電機測試系統(tǒng)組成2:電力測功機，測功機專用變頻器，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀，三相交流電參數(shù)測量儀，電機用變頻穩(wěn)定電源，計算機，打印機，軟件及保護器，接地防串?dāng)_系統(tǒng)，電力柜(有些還帶能量反饋系統(tǒng)用于將電動機輸出的能量返回電網(wǎng)中)。

現(xiàn)代技術(shù)日新月異，所舉種種只在目前，而目前的技術(shù)將在不久的將來成為過去，或者你現(xiàn)在看到的已經(jīng)是久為的技術(shù)，但此時此刻，還在當(dāng)下。