受有限的车内空间、恶劣的工作环境及频繁的运行工况切换影响,燃料电池电动汽车用驱动电机必须具有以下特性:高功率密度,以满足布置要求;瞬时过载能力强,以满足加速和爬坡要求;宽的调速范围(包括恒转矩区和恒功率区);转矩动态响应快;在运行的整个转矩-转速范围内具有高效率;以提高能量利用率;四象限运行;状态切换平滑;高可靠性及容错控制;成本合理。 燃料电池电动汽车用驱动电机的类型有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。由于空间布置以及功率需求的原因,通常燃料电池客车较多采用异步电机驱动系统,而燃料电池轿车较多采用永磁同步电机驱动系统。 为保证各种行驶工况需要,满足车辆动力性要求,必须根据车辆动力性指标来确定驱动电机性能参数,即由最高车速、加速时间和最大爬坡度3个指标来评定。电机参数主要包括额定转速、最高转速、峰值转矩、峰值功率、额定功率、额定转矩、工作电压等。 (1)额定转速和最高转速：电机的最高转速由最高车速和机械传动系统传动比来确定。 增大电机的最高转速有利于降低其体积、减轻重量,最高转速的增大导致传动比增大,从而会加大传动系统的体积、重量和传动损耗。因此应综合考虑各方面因素以决定电机的最高转速。 在电机功率一定时,若其额定转速越高,则相应的功率密度越大。电机最大转速和额定转速的比值称为扩大恒功率区系数B。在电机额定功率一定的前提下,B越大,最高转速越低,对应的电机额定转矩也越大。额定转矩越大,需要对电机的支撑要求越高,并且需要更大的电机电流和电力电子设备电流,增加了功率变换器的尺寸和损耗。但B大是车辆起步加速和稳定运行所必需的,所以额定转矩的减小,只能通过选用高速电机来解决。但这又会增加传动系统的尺寸,因此必须协调考虑最高车速和传动系统的尺寸。 电机的最高转速为
(4)工作电压：工作电压的选择涉及用电安全、元器件的工作条件等问题。工作电压过低,导致电流过大,从而导致系统电阻损耗增大;而工作电压过高,对逆变器的安全性造成威胁。一般燃料电池电动汽车工作电压为280~400V,但目前工作电压的设计有增高的趋势。
