电动汽车电机基本知识

        电机对电动汽车的作用相当于发动机对于传统汽车一样，是将其他形式的能量转换成车辆行驶的动能的“转换器”。电机很常见，电动汽车和遥控玩具车一样，有一个或者多个电动机，下图是比亚迪e6的动力电机总成。

        首先说明电机的基本术语：电动机可以转动的部分叫做“转子”，不能转动但产生磁场的叫做“定子”。电动汽车电动机的原理和其他电机一样，都是通过磁场的相互作用推动转子转动，转子再推动其他机构运动，最后车轮转动。

        我们都知道磁场有两大来源：第一种是来自磁性物体本身，例如磁铁；第二种是来自通电线圈产生的磁场，例如电磁铁。那么我们可以猜测，将这两种产生磁场的方式在转子和定子上进行排列组合，有下图的结果：

        从上图可以看出，电动机转子和定子在理论上有4总组成，但第一种是不可能的，因为两个磁铁放一起不施加外力是不会转动的，所以“磁体转子+磁体定子”这种形式的电动机是不存在的，它要存在了就是“永动机”了。从上表可以看出，的转子和定子有三种组成方式，至于叫什么名字，就和它的工作原理有关了。

        下图是电动汽车上用的电机， 可以看出有刷电机没什么技术优势，有电刷的电机高速转动容易拉弧，长时间工作很容易损坏，但控制比较简单，只有那种很差的老年人代步车才用，基本上可以不纳入电动车用电机的范畴。目前用得最多的是交流异步电机和开关磁阻电机，尤其是三相交流异步电机使用最广泛，原因可以看出，交流异步电机成本低，控制相对简单容易。

        事实上也是这样，三相交流异步电机在电动汽车上使用最为广泛。电机在电动汽车上的安装位置由电动汽车的驱动形式有关。目前大部分电动汽车是前轮驱动，电机和变速箱组成的“动力总成”就安装在前舱。但特斯拉却是后轮驱动，因此电机是装在后面的.

电动汽车的电机有别于普通电机在于功率和结构，目前真正意义上的电动汽车，电机功率至少是20KW，特斯拉的电机最大功率达到306KW，如此大的功率自然会引起发热，无论对于磁体还是线圈，热量累积都是致命的。比如永磁体在高温下会退磁，线圈高温后绝缘涂层失效导致线圈内部短路，严重时还会引起转动部件润滑不良，导致整个电机报废。

因此电动汽车的电机在设计上都考虑到了冷却。和发动机一样，冷却方式可以是风冷，也可以是水冷。实用性强的电动汽车因为电机功率大，都采取了水冷，打开电机可以看到下图所示的冷却水道。

        如果你驾驶过纯电动汽车，在刹车或者松开油门的时候会有能量回收，意思就是刹车的时候可以反过来给电池·动力电池充电。但电动汽车并没有安装“发电机”，那么是通过什么发电的呢？当然是电机本身，通电时电机耗电可以转动，断电后转动电机可以发电，制动电能回收就是这么来的。

        电动汽车电机的故障形式包括：机械故障、旋变故障、励磁故障。机械故障不难理解，比如轴承磨损导致转子运动时发生震动，严重的会导致转子与定子之间的气隙减小，甚至发生“扫堂”。意思就是转子转动的位置偏离正常位置，威胁到其它部件，这时要通过塞尺检查转子与定子之间的间隙，以排查出坏掉的轴承，更换后即可修复。对于旋变故障和励磁故障，有传感器坏掉的，也有因为线圈本身坏掉的。旋变故障一般更换旋变传感器即可解决，励磁故障如果是线圈损坏，会导致损坏的线圈所在相无法工作，会导致缺相，和发动机缺缸差不多。

    这时就需要更换整组线圈。但值得一提的是电动汽车的电机质量很好，比如我常接触的比亚迪和特斯拉，能碰见电机坏掉的较少。

    总结下电机部分，电机包括转子和定子两部分，通电时依靠电产生磁推动转子转动，制动时停止供电，电动车反拖电机转动可以发电来给动力电池充电。故障分为机械故障，旋变故障、励磁故障。常见机械故障如轴承损坏，常见旋变故障如旋变传感器故障，常见励磁故障如线圈故障。

    下一次与大家分享电动汽车“三电”中的“老三”，也是电动汽车技术里最核心的部分：电控。