电车汇消息：随着电动汽车行业的日渐火热，电动汽车的动力源——电动机也逐渐进入人们的视野。那么，电机的分类是什么样的？它的工作原理是什么？都说特斯拉空间大，他们用的是轮边电机吗？轮边电机又是什么？今天，小编就向大家简单介绍一下关于电机方面的知识。
什么是电机
电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机俗称马达，在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。电动汽车电机的主要作用是产生驱动转矩，是电动汽车的动力源。
电机的分类
电机的分类有很多种，以下简单介绍其主要的分类。
1、按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。
1）直流电动机按结构及工作原理可划分为：无刷直流电动机和有刷直流电动机。
有刷直流电动机可划分为：电磁直流电动机和永磁直流电动机。
电磁直流电动机划分为：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
永磁直流电动机划分为：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
2）交流电机可划分为：单相电机和三相电机。
2、按结构和工作原理可划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。
1）同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
2）异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。
交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
3、按起动与运行方式可划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
4、按用途可划分：驱动用电动机和控制用电动机。
1）驱动用电动机可划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。
2）控制用电动机又划分：步进电动机和伺服电动机等。
5、按转子的结构可划分：笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6、按电动车的供能位置以及方式划分：轮边电机、轮毂电机和集中式电机
轮毂电机：轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，因为轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，所以无论是前驱、后驱还是四驱形式，都可以比较轻松地实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向。这项技术多使用在特种车辆上例如矿山车、工程车等等。
而且应用轮毂电机可以大大简化车辆的结构，传统的离合器、变速箱、传动轴将不复存在。这也意味着节省出更多的空间。更重要的一点轮毂电机可以和传统动力并联使用，这对于混合动力车型同样很有意义。
然而在市面量产的乘用车辆上并没有一辆车型使用了此项技术，原因在于它的一些弊端会使得其不适合使用在乘用车上。轮毂电机要安装在轮圈内，这使得车辆的簧下质量增加首先问题就是不利于操控；第二点电涡流制动容量不高，在重型车上需要配合机械制动系统共同工作。对于电动车而言，要达到更高的制动效果则需要耗费更高的能量，在一定程度上影响了续航里程；第三如果动力输出发生细微差距那么在高速行驶中对车辆的方向控制也会造成放大数倍的失控影响。而且难以实现润滑，会使行星齿轮减速结构的齿轮磨损较快使用寿命变短，不易散热，工艺不精良噪音就会较大。在起步、顶风或爬坡等需要承载大扭矩的情况时需要大电流，很容易损坏电池和永磁体，电机效率峰值区域小，负载电流超过一定值后效率下降很快。
轮边电机：轮边电机是装在车轮边上以单独驱动该车轮的电机，轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里，定子固定在轮胎上，转子固定在车轴上而不是将动力通过传动轴的形式传递到车轮。网传特斯拉之所以拥有超大空间就是用了这种电机，但情况完全不是。
轮边电动机驱动通常有轮毂电动机和狭义的轮边电动机两种方式。狭义的轮边电动机方式是指每个驱动车轮由单独的电动机驱动，但是电动机不是集成在车轮内，而是通过传动装置(例如传动轴)连接到车轮(这就是和轮毂电机的差异点)。
但是，安装在车身上的电动汽车电机对整车总布置的影响很大，尤其是在后轴驱动的情况下。由于车身和车轮之间存在很大的变形运动，对传动轴的万向传动也具有一定的限制。
集中式电动机：目前我们所熟知的新能源车型例如特斯拉、北汽新能源、比亚迪纯电动系列产品、江淮iEV系列等等主流的纯电动产品均采用集中式电动机这一形式。不过随着电动车、混动车的发展，越来越多的车可能不止再仅搭载一台集中式电动机，这时可能会出现一台集中式电动机输出的动力仅传递到前轮上，另一台集中式电动机使用在后轮 (例如特斯拉各种D系列)。
轮边电动机/轮毂电机驱动相对于集中电动机驱动的优点：
①以电子差速控制技术实现转弯时内外车轮不同转速运动，适用于特种车辆。
②取消机械差速装置有利于动力系统减轻质量，提高传动效率，降低传动噪声。
③简化车辆的结构，传统的离合器、变速箱、传动轴将不复存在。这也意味着节省出更多的空间。
④降低对电动汽车电机的性能指标要求，且具有冗余可靠性高的特点。
缺点也是很明显
①为满足各轮运动协调，对多个电动机的同步协调控制要求高。
②电动机的分散安装布置提出了结构布置、热管理、电磁兼容以及振动控制等多方面的技术难题。
③增大簧下质量和轮毂的转动惯量，对车辆的操控有所影响。
部分电机的工作原理
永磁同步电机（PMSM）
定子：定子绕组一般制成多相（三、四、五相不等），通常为三相绕组。三相绕组沿定子铁芯对称分布，在空间互差120度电角度，通入三相交流电时，产生旋转磁场。
转子：转子采用永磁体，目前主要以钕铁硼作为永磁材料。采用永磁体简化了电机的结构，提高了可靠性，又没有转子铜耗，提高电机的效率。永磁同步电机按转子永磁体的结构可分为两种，表面贴装式和内埋式。
三相异步电机
三相异步电机的结构与单相异步电机相似，其定子铁芯槽中嵌装三相绕组（有单层链式、单层同心式和单层交叉式三种结构）。定子绕组成接入三相交流电源后，绕组电流产生的旋转磁场，在转子导体中产生感应电流，转子在感应电流和气隙旋转磁场的相互作用下，又产生电磁转柜（即异步转柜），使电动机旋转。
磁阻式同步电机
磁阻式同步电机又称为反应式同步电机，这种电机的转子本身没有磁性，只是利用磁场中可移动部件企图使磁路磁阻最小的原理，依靠转子两个正交方向磁阻的不同而产生转矩，这种转矩称为磁阻转矩或反映转矩。磁阻同步电机由于结构简单，成本低廉，获得了较为广泛的应用。
文章摘自 电车汇 20171127 发自北京
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