电动车用电机及其控制技术的现状及趋势

电动汽车是以车载电源为动力，并采用电动机驱动的一种交通工具。电机及其驱动

系统是电动汽车的核心部件之一，由于电动汽车在运行过程中频繁起动和加减速操作，
对驱动系统的有着很高的要求。生产制造方面要求电机的可靠性好、结构简单、维修方便、
成本低、体积小、重量轻；性能方面要求车用电机具有瞬时功率大、过载能力强、范围宽、续
驶里程长等优点。

电动汽车的驱动电机按其类型来划分，可分为直流电机和交流电机两大类。直流电

机的驱动特性是在基本转速以下运行于恒转矩区，基本转速以上运行于恒功率区。它的这
种特性很适合汽车对动力源低速高转矩、高速低转矩的要求，而且直流电机结构简单，易
于平滑调速，所以直到 20 世纪 80 年代中期，它仍是国内外的主要研发对象。几乎所有早
期的电动车都采用直流电机驱动系统。如日本东京大学的 UOT 电动汽车采用直流串励电
动机，意大利菲亚特公司的 900E/E2 电动汽车用直流他励电动机驱动，日本马自达汽车
公司的 BANGO 电动汽车则采用直流并励电动机。但是直流电机的效率和转速相对较低，
其换向器维护困难，直流电机价格高、体积和重量大。随着控制理论和电力电了技术的发
展，直流驱动系统与其它驱动系统相比，己大大处于劣势。因此，目前国外各大公司研制
的电动车电气驱动系统己逐渐淘汰了直流驱动系统。

20 世纪 90 年代后，交流电机驱动系统的研制和开发有了新的突破。相比直流电机，

交流电机体积小、质量轻、效率高、调速范围宽、可靠性高、价格便宜、维修简单方便，在电
动汽车上得到了广泛应用。交流电机包括异步电机、永磁电机以及开关磁阻电机。

美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动机，如 Chrysler 公司生产的 Epic Van; 

Ford 公司生产的 Ranger EV，通用汽车公司生产的 IMPACT 和 EH 电动汽车。国内也采用
感应电动机作为电动汽车的驱动电机也比较多，如胜利 SL6700DD 电动客车，郑州华联
ZK6820HG-1 电动轻型客车。但其最大缺点是驱动电路复杂，相对永磁电机而言，其效率
和功率密度偏低，因此有被其它新型永磁电机逐步取代的趋势。

永磁电机包括永磁无刷直流电机和永磁无刷同步电机两种。永磁无刷直流电机是在直

流电机的基础上不再用电刷和换向器，起动转矩大、过载能力强，非常适合电动车的运行

 

特性。 香港大学研制的 U 2001 电动车采用的永磁无刷直流电机，最高车速为 110krn/h，
本田研制 EV PLU S 电动车采用的永磁无刷直流电机，最高车速为 128krn/h  

。 永磁无刷同

步电机的恒转矩区比较长，这对提高汽车的低速动力性能有很大帮助，电机最高转速较
高，能达到 10 000 r/min。永磁无刷同步电机功率密度高调速性能好、在宽转速范围内运行
效率高.它的主要缺点是电机造价较高，永磁材料会有退磁效应，要想增大电机的功率其
体积会很大。随着稀土永磁材料的开发和应用，永磁无刷电机的性能有了很大的提高，是
未来最有发展前景的驱动电机之一。

 开关磁阻电机(SRM )是英国于 1983 年首次正式推出的，经过多年的研制开发，现己

成为现代电动汽车交流驱动的又一个新支，它具有可控相数多、实现四象限控制方便、成
本低。开关磁阻电机结构和控制简单、出力大，可靠性高，起动制动性能好，运行效率高，
但电机噪声高，转矩脉动严重，非线性严重，在电动汽车驱动中有利有弊，目前在电动
汽车应用较少。

上述几种电动机各有自己的优势和不足，并各有侧重，'已们在现有的电动汽车中均

有应用，其中，交流异步电机主要应用在纯电动汽车(包括轿车及客车)，永磁同步电机
主要应用在混合动力汽车(包括轿车及客车)中，开关磁阻电机目前主要应用在客车中，
而以交流异步电动机和永磁直流电动机的应用稍微居多一些。