２００７
年第
２
期
１
电动汽车用电动机性能要求
电动车用驱动电机通常要求能够频繁启动
／
停
车、加 速
／
减 速
， 低速和爬坡时要求高转矩， 高速行
驶时要求低转矩
， 并要求变速范围大。其主要参数
包括
： 电动机类型、额定电压、机械特性、效率、尺寸
参数、可靠性和成本等。另外为电动机所配置的电
子控制 系 统 和 驱 动 系 统 也 会 影 响 驱 动 电 动 机 的 性
能。
１
） 高电压。在允许范围内尽量采用高电压， 可
减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸
， 特别是可
降低逆变器的尺寸。
２
） 高转速。高转速电动机体积小、质量轻， 有利
于降低电动汽车的整车整备质量。
３
） 质量轻。电动机采用铝合金外壳， 以降低电
动机质量、各种控制器装备的质量和冷却系统的质
量等也要求尽可能轻。
４
） 较大的起动转矩和较大范围的调速性能。这
样使电动汽车有良好的启动性能和加速性能。电动
机有自动调速功能
， 因此可以减轻驾驶员的操纵强
度
， 提高驾驶的舒适性， 并且能达到与内燃机汽车
加速踏板同样的控制响应。
５
） 效率高、损耗少， 并具有制动能量回收功能。
电动汽车应具有最优化的能量利用
， 以在车载总能
量不变的情况下最大限度的增加续驶里程
， 再生制
动 回 收 的 能 量 一 般 可 达 到 总 能 量 的
１０％～２０％
， 这
是在内燃机汽车上不能实现的。
６
） 必须有高压保护设备。
７
） 可靠性好、耐温耐潮性能强及运行时噪声低。
８
） 结构简单、维修方便及价格便宜。
２
纯电动汽车用电动机性能参数初步确定原则
设计内燃机为动力的汽车时
， 一般先根据汽车
预期的最高车速来初步选择内燃机的功率。作为纯
电动汽车的动力源——
—电机
， 其速度
－
扭矩特性与
内燃机的截然不同
， 同时电机又有过载和“堵转”特
性
， 所以合理选择电机的功率和传动比， 将对纯电
动汽车的动力性及整车续驶里程产生重大影响。下
面是确定电机重要基本参数的数学模型。
２．１
以最高车速确定电机额定功率
Ｐ
Ｎ
＝
１
３ ６００η
Ｔ
・
ｍ
・
ｇ
・
ｆ＋ Ｃ
ｄ
・
Ａ
・
Ｕ
２
ｍａｘ
２１．１５
!
"
・
Ｕ
ｍａｘ
（
１
）
式中
：
Ｐ
Ｎ
——
—电机额定功率
，
ｋＷ
；
η
Ｔ
——
—传动系效率
；
ｍ
——
—最大车重
，
ｋｇ
；
ｆ
——
—滚动摩擦系数
；
Ｃ
ｄ
——
—风阻系数
；
Ａ
——
—车辆迎风面积
，
ｍ
２
；
Ｕ
ｍａｘ
——
—最高车速
，
ｋｍ／ｈ
。
２．２
以常规车速确定电机额定转速
ｎ
Ｎ
＝ ｉ
ｇ
・
ｉ
０
・
ｕ
Ｎ
０．３７７
・
ｒ
（
２
）
式中
：
ｎ
Ｎ
——
—电机额定转速
，
ｒ ／ｍｉｎ
；
ｉ
ｇ
——
—传动比
；
ｉ
０
——
—主减速比
；
ｕ
Ｎ
——
—常规车速
，
ｋｍ／ｈ
；
ｒ
——
—滚动车轮半径
，
ｍ
。
２．３
以额定功率
／
转速确定电机额定转矩
Ｍ
Ｎ
＝ ９ ５５４
・
Ｐ
Ｎ
ｎ
Ｎ
（
３
）
式中
：
Ｍ
Ｎ
——
—额定转矩
，
Ｎ
・
ｍ
。
２．４
以最大爬坡度确定其短时工作线低速转矩
假定以匀速爬坡
， 车辆所受阻力项中没有加速
阻力
， 则所需电机驱动力为：
Ｆ
ｔ
＝Ｆ
ｆ
＋Ｆ
ｗ
＋Ｆ
ｉ
（
４
）
式中
：
Ｆ
ｔ
——
—电动汽车驱动力
， 此时也即为车辆所受
的阻力
；
Ｆ
ｆ
——
—电动汽车行驶时的滚动阻力
，
Ｆ
ｆ
＝ｍ
・
ｇ
・
ｆ
・
ｃｏｓα
（
α
为坡道角度值
） ；
Ｆ
ｗ
——
—电动汽车行驶时的空气阻力
，
Ｆ
ｗ
＝ Ｃ
ｄ
・
Ａ
・
ｕ
２
２１．１５
；
Ｆ
ｉ
——
—电动汽车行驶时的坡道阻力
，
Ｆ
ｉ
＝ｍ
・
ｇ
・
ｓｉｎα
。
再根据车辆驱动力与电机输出轴转矩关系式
，
便可得出所需转矩
：
Ｍ＝ Ｆ
ｔ
・
ｒ
ｉ
ｇ
・
ｉ
０
・
η
ｒ
（
５
）
电 动 机 性 能 必 须 分 为 连 续 工 作 性 能 和 短 时 工
作性能
， 其连续工作特性曲线由电机的额定值来确
定
， 短时工作特性曲线是电机过载一定倍数之后的
转矩功率特性曲线。由公式
（
１
）
～
（
５
） 计算后所得的
参数便可满足以下基本原则
：
１
） 用电机的额定工况计算电动汽车的最高车速；
２
） 用电机的短时工作性能曲线计算车辆的最大
爬坡度
；
３
） 电动汽车的常规车速应落在电机的基频上；
汽车技术
１７