微型電動汽車在因其舒適，價格低廉使用成本比較低，在城鄉市場大受歡迎。從2010年產銷量不足2萬輛，到2014年產銷量接近20萬輛，五年時間市場份額增長將近10倍，近幾年微型電動車的發展可謂迅猛，產銷量一片叫好。從誕生之日起，各種質疑聲接踵而至，整車的安全性、合法性、生產資質等等各方面的聲音在質疑這一新生的產業。更有專家妄斷低速電動汽車就是“垃圾技術”，任何的產業的發展都有自己的規律，交通工具的發展也是如此，道路的改善必將推動交通工具的升級，新型交通工具的出現，又會反作用于道路硬件條件的提升。但是交通工具在存在形式只有最合適沒有先進與落后之分。如果說微型電動汽車是“垃圾技術”，按照這種邏輯，存在了一百多年的自行車更應該淘汰出局。微型電動汽車從誕生的時候并沒有得到政策資金的照顧，然而順應了市場的需求規律，在價格能接受的情況下，由簡單入手，然后逐步通過技術資金來提升產品品質，進一步形成適合這一級市場的產品。經過短短5年多時間的發展，作為微型電動汽車的驅動系統，經歷了三次技術升級，性能越來越穩定，適應性也越來越好。

微型電動汽車發展到現在，驅動系統的技術升級主要經歷了三次重大的技術改造。分別是第一代嫁接場地車驅動技術，直接將場地車的串勵控制器及電機裝到小汽車車殼里面；第二代開始針對小型電動汽車的結構和特性，有針對性的設計驅動系統，更具有調速換向優勢的他勵電機及控制器逐漸替換掉串勵系統安裝在微型電動汽車里面；第三代驅動系統更接近電動汽車的要求，對于小型電動汽車的使用特性，交流電控驅動系統顯得更加適合，控制器及電機的穩定性越來越強，控制算法和控制策略也更加先進。控制器的升級換代也客觀的反映出小型電動汽車作為一個新興產業，逐漸由不成熟走向成熟，由低門檻向高端制造在一步步邁進。

1、串勵電機控制器

2002年左右房地產經過前期醞釀，逐漸開始迸發活力。為了顯現出樓盤建設的高端大氣上檔次，有些地產公司便引入了不燒油又沒有噪音的電動車，早期進入中國的場地車也叫看房車或者高爾夫球車，因其使用方便，維護簡單，無噪音無排放，很受一些地產企業歡迎。此階段的電動車還不能嚴格意義上叫微型電動車，這類電動車所用的驅動系統為串勵電機和控制器。典型的結構就是斬波器加上一個換向器，形成一個控制器總成。

作為動力驅動系統的串勵電機，其特性就是啟動轉矩比較大，在連接形式上，轉子與定子線圈串聯，轉子與定子電流相同，低轉速情況下，轉子旋轉形成的反電動勢小，流過電流大，能夠輸出較大的轉矩，一旦轉速上升，反電動勢增加，流過電流減小，相應輸出轉矩變小，整個機械特性顯得比較軟。具體的表現就是車上人少的時候速度能提的比較高，一旦車上人多的時候，為了維持大的輸出扭矩，整個車速就會降下來。整個系統的調速主要是由斬波器的調壓來進行調速，換向的時候由于串勵電機的自身特性，需要在斬波器旁邊安裝一個價格不菲的換向器接，由于換向電流都比較大，如果控制器的控制策略或軟件算法跟硬件平臺不過關，經常會引起換向接觸器的燒毀，接觸器的觸點粘合，甚至會燒毀電機。因其低轉速的優良轉矩輸出特性，過載能力強，低速輸出轉矩大，所以在運貨車、場地車這些場合運用的比較多。最早在沒有現成的動力驅動系統的情況下，微型電動車出現直接將此類動力系統直接引入，在應用的過程中出現相應的續航里程無法上去，沒有能量回饋，經常性的倒車換向會引起接觸器粘連，整個機械特性比較軟，調速性能不是很適合微型電動汽車，這種動力系統存在了一定的時間就慢慢淡出微型電動汽車的配件領域。但是在場地車拉貨車等容易過載的應用場合依然有很強的生命力。在此階段也誕生了一大批控制器生產企業。

2、他勵電機控制器

由于串勵電機及控制器在最早出現的微型電動汽車上的使用已經顯現出一定的弊端，特別是調速性能和電機的機械特性不是很適合微型電動汽車的車況，國內最早一批做電動車的廠家和做控制器的廠家開始著手動力系統的升級。與此同時，隨著國家對農村建設的投入，如村村通，農村道路水泥化等等各項措施的推進，新農村建設的直接結果是極大的改善了農村的交通道路狀況，城鎮化的加快，城鄉道路硬件建設的進一步提升。農村城鎮居民的收入也在不斷的持續增加，對出行交通工具有了更進一步的要求，低使用成本，低購買成本的微型電動汽車成為農村城鎮居民的首選，微型電動汽車需求市場進一步擴大。在城鎮農村事實上已經形成了家庭擁有小轎車的經濟基礎和運行的客觀條件。傳統燃油車的維護成本不斷增加，油價的不斷上漲，在這種情況下，迫切需要價格低廉，維護成本低的交通工具。

經過電動汽車廠家和做控制器的企業聯合努力，曾經用在小型高爾夫球車上的動力系統相對比較適合微型電動汽車上，首先小型高爾夫球車一般為4座或6座，跟微型電動汽車比較接近。就這樣小型高爾夫球車上的他勵電機和控制器作為動力系統被用在微型電動汽車上面。然而小型高爾夫球車的使用工況跟汽車相比畢竟有很大的區別，從這時開始控制器生產廠家開始跟整車廠家緊密結合，根據整車的使用工況來確定定制控制器的控制方式和控制策略。而他勵電機的結構也決定了它比串勵電機更有優勢，他勵電機的勵磁線圈和轉子線圈分別單獨供電，在控制方式上能夠實現勵磁線圈弱磁控制，使電機能夠在超過額定速度的寬范圍內進行調速，調速范圍比串勵電機更有優勢。勵磁線圈的單獨供電，使得電機在車輛進行剎車、下坡的工況下能夠比較容易的實現能量回收，能夠有效的延長續航里程。在換向的時候只需要利用電子方式改變轉子電流方向即可進行換向，不需要外接換向接觸器，成本上更具有優勢。他勵控制器和電機進入到微型電動汽車驅動領域，進口品牌的控制器開始被國產控制器追趕并超越。

在這一階段不得不提山東時風集團，以敢為人先的精神提出造電動汽車，率先在電動汽車上面采用了他勵電機及驅動系統，使微型電動汽車的續航里程大幅度提高，使用成本更進一步降低，微型電動汽車的市場接受程度進一步增強。時風本身具有農用車的渠道優勢，使微型電動車在農村市場的推廣更為順利。作為一個標桿企業，也帶動了山東省內的全民造車的高潮，山東省一躍成為全國最大的微型電動車產銷地。市場的需求因為山東省的示范作用被進一步擴大，同時帶動河北、河南、江蘇、浙江等地的電動車的發展。

經過幾年的發展，以他勵控制器為核心的配套廠家也發展起來，比如珠海英搏爾，西安仁安電控等。就技術而言他勵控制器在控制策略軟件算法層面以及電力電子技術的理解深度，對工程師提出更高的要求，特別是硬件平臺的穩健可靠，使技術門檻相對有所提高。控制器生產廠家開始出現分水嶺，有很多生產串勵控制器的廠家到現在依然沒有突破他勵控制器的技術壁壘。他勵電機作為直流電機應用在微型電動汽車上雖然比串勵電機有一定的優勢，但是不足很快就顯現出來，出現一系列的問題，主要表現在四個方面。第一、需要根據電動車行駛的里程定期更換碳刷，維護起來很麻煩。第二、因為是直流電機，換向過程中容易出現電火花，不安全。第三、電機封閉情況，發熱情況不容樂觀。第四、使用的皮實性并不能很好的滿足車況的要求。未定電動汽車用戶逐漸在使用的過程中逐漸認識到這些短板，相關的整車生產廠家也逐步的意識到他勵電機和控制這種動力系統會增加很多售后成本。

隨著國家多電動汽車事業的支持，特別是發達國家對電動汽車相關核心部件的研發投入，電機技術的飛速發展。效率更高，功率密度更大的永磁同步電機、直流無刷電機、低壓交流異步電機的技術不斷完善。這類電機拖動系統開始進入微型電動汽車動力驅動視野。微型電動汽車的動力驅動系統開始進入發展的第三階段，并且出現分支。

3、交流電機控制器

從2013年下半年開始，交流控制器開始進入微型電動汽車的動力驅動系統。并且出現分支。在這個時期，市場需求更進一步的擴大，整個市場呈現井噴式的發展，微型電動汽車為廣大老百姓所接受。并且消費者對整車的舒適度，整車的質量等方面開始提出要求。國家層面開始對微型電動車這一新興產業側目而看，各方面的質疑聲也加速了整車廠對工藝的改進。許多廠家也是在這一時期進行整頓，產線上四大工藝，使整車的制造水平有了很大的提升，整車的質量狀況跟相同體量車型的傳統燃油車的質量越來越接近，甚至有的已經達到同等的質量水平。

微型電動汽車動力系統的升級，極大的提升了整車的性能和使用舒適度，也讓現有鉛酸電池的續航能力得到更進一步的挖掘，整車的技術含量也更進一步提升。微型電動汽車普遍使用的電壓等級為48V、60V、72V、96V、144V這幾個等級，其中以72V最為主流，低電壓大功率的電機控制，對電力電子技術在新能源汽車領域的應用提出了更為苛刻的要求，技術門檻更進一步提升，使得在這一領域掌握核心技術的廠家更進一步減少。也使得技術能力出眾的整車公司體突破重重障礙登上工信部汽車生產目錄，能夠上牌拿到政府新能源汽車推廣補貼。

交流電機控制器根據控制目標電機主要分為交流異步、永磁同步和永磁直流無刷三類：

(1)交流異步

交流異步電機控制器主要是用于控制交流異步電機。這種電機發展時間最為長久，工藝也最成熟。無論在可靠性還是穩定性還是在環境適應能力上沒有電機能與之相媲美。其工作原理是依靠電機定子產生旋轉圓形磁場來感應轉子，使轉子產生感應電流，從而拖動轉子旋轉，定子磁場和轉子磁場并不同步存在轉速差。正是因為交流異步電機的自身結構和旋轉的原理較為復雜，使得交流異步電機在控制的時候顯得很復雜。特別是下坡、剎車這些進行能量回收的階段，軟件控制策略相相當復雜。在工業應用方面主要是用變頻器來進行交流異步電機的調速和控制，在這些場合電壓等級高，功率小，電流小控制起來相對比較容易，在控制策略上普遍采用的是VVVF控制即電壓頻率比值固定的方式，而且由于市場的原因在此類變頻器應用場合的市場接受不良率在5%以內。

交流異步電機應用于電動汽車的時候，特別是微型電動汽車上面，主流的電池電壓在72V，電壓資源非常寶貴，在這種情況下傳統的變頻器已經不再適合。低電壓大電流的使用特性，需要對控制器完全重新定義結構，在控制策略上更要選擇更為先進的空間矢量控制。從這方面來講，傳統的變頻器廠家做微型電動汽車控制器相對于新來者并沒有壓倒性的優勢。汽車核心配件的應用要求的特殊性，交流異步電機控制器在微型電動汽車上的應用也能直接推動變頻器的發展。在變頻器行業5%以內的不良率是汽車核心配件不能接受的。

美國的特斯拉將交流異步電機成功的應用于電動汽車，使電動汽車表現出優異的特性更是促進人們重新認識交流異步電機。微型電動汽車經過三次控制器升級，目前普遍使用的是交流異步電機，控制策略的提升，高功率密度的電力電子器件的應用，微型電動汽車更是表現出一定的優異性。眾泰云100、御捷、時風、雷丁、大陽等等廠家使用的都是該類制器。

(2)永磁同步和永磁直流無刷

永磁同步和永磁直流無刷電機在結構上比較接近，運行原理上也比較接近。轉子作為永磁體，定子通過控制器產生旋轉磁場來拖動轉子旋轉，在運行的過程中轉子的轉速與旋轉磁場速度同步。永磁同步電機需要控制器產生三相純正弦波合成圓形磁場來拖動轉子磁極。而永磁直流無刷電機只需要控制器進行正確的電平換相產生多邊形磁場拖動轉子磁極旋轉，這也導致直流無刷電機與生俱來的低轉速能感覺到抖動的缺點，目前這一缺點經過控制上的優化有多改進。這兩種電機的材料結構特性使得電機在控制過程中更容易實現剎車、下坡情況下的能量回收能在一定程度上延長續航里程。這兩種電機由于采用了高磁密度的稀土永磁材料，電機在運行過程中損耗小，整機效率會比交流異步電機高出很多，相同功率等級下機座型號也會小一些。

目前永磁同步電機在高速電動車上面應用的比較多，最具有代表的便是比亞迪秦，永磁直流無刷電機的使用最具代表性的是新大洋與眾泰合作推出的知豆D系列車型。這兩種電機的轉子磁極都選用的是稀土永磁材料，稀土永磁材料可能會隨著使用時間的增加存在退磁的風險，導致輸出力矩減小，熱損耗增加。特別是在低電壓大電流環境中，長時間的工作、半坡駐車會導致電機內部溫度過高影響電機壽命甚至嚴重退磁。這些客觀存在的問題也是要經過時間的檢驗。

在微型電動汽車方面并沒有大規模采用這兩種型號的電機，其主要原因目前稀土永磁材料的價格偏高，整體來講應用于汽車領域的永磁同步電機和永磁直流無刷電機價格相對于同等功率的交流異步電機要高出很多。對于價格因素比較敏感的微型電動汽車并沒有充足的理由和時間來接納這兩種電機作為驅動電機。

結束語

從2010年開始到現在微型電動汽車一路走過風風雨雨，這一路充滿質疑聲，但是微型電動汽車在沒有國家補貼的情況下依然頑強成長。親民的價格，很低的使用成本，讓微型電動汽車成爆發式的增長。老百姓對出行質量需求的提高是大勢所趨，汽車走進千家萬戶更是綜合國力提升，人民生活水平提高的大潮流。微型電動汽車經過短短5年的發展無論是在整車質量還是在核心部件的升級上都有了質的飛躍。核心部件的升級，新技術的應用，證明微型電動汽車是有強大生命力的。在未來微型電動汽車極有可能就是我國下一波汽車工業浪潮風口。

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