驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)作為新能源車三大核心部件之一，其性能直接決定了電動(dòng)汽車的爬坡、加速、最高車速等主要性能指標(biāo)，而其技術(shù)、制造水平也直接影響了整車的性能和成本。

隨著補(bǔ)貼大幅下降和續(xù)航里程、安全性等指標(biāo)的大幅提升，未來(lái)我國(guó)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要向小型輕量化、集成化、更高功率密度、更寬調(diào)速范圍等趨勢(shì)發(fā)展。

下文，高工電動(dòng)車網(wǎng)將重點(diǎn)介紹驅(qū)動(dòng)電機(jī)的幾大技術(shù)趨勢(shì)，以及實(shí)現(xiàn)方式、實(shí)現(xiàn)難度等情況，供廣大業(yè)內(nèi)人士閱讀與了解。

01低成本

目前，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的低成本策略主要實(shí)現(xiàn)方式有兩種，包括減少稀土材料的使用量、減少稀土材料的浪費(fèi)和優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)等。

（1）減少稀土材料的使用量

華域電動(dòng)數(shù)據(jù)顯示，按照現(xiàn)有的稀土價(jià)格，一臺(tái)電機(jī)稀土磁鋼僅占整機(jī)重量的2.5%到4.5%，但成本卻占整機(jī)的33%左右，稀土價(jià)格高時(shí)，磁鋼占整機(jī)成本超過(guò)60%。為此，減少稀土用量可以有效降低成本。

（2）優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)

大部分電機(jī)企業(yè)采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高磁阻扭矩比例等方式，來(lái)減少稀土材料的使用量。其中，華域電動(dòng)通過(guò)提高磁阻扭矩比例，推出的第四代轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)，有效降低了磁鋼消耗量。

（3）采用自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備

目前我國(guó)電機(jī)企業(yè)大部分沿用傳統(tǒng)的制造工藝，生產(chǎn)設(shè)備也相對(duì)落后，導(dǎo)致我國(guó)新能源汽車永磁電機(jī)的原材料（包括永磁體、硅鋼片等）利用率比國(guó)外低10%左右。為了更好地實(shí)現(xiàn)成本控制，國(guó)內(nèi)電機(jī)企業(yè)應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

02小型輕量化

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占純電動(dòng)汽車總質(zhì)量的30%-40%，隨著汽車輕量化要求的提高，電機(jī)小型輕量化發(fā)展也勢(shì)在必行。

實(shí)現(xiàn)方式：目前，電機(jī)系統(tǒng)輕量化主要靠采用高性能材料、減少元器件數(shù)量、減低開(kāi)關(guān)損耗、電容體積以及采用高密度封裝、水冷等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

（1）材料選擇

一般來(lái)說(shuō)，采用永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，比異步電機(jī)輕許多，這也是永磁同步電機(jī)作為主流電機(jī)的重要原因。與此同時(shí)，選用高性能永磁材料和高性能導(dǎo)磁材料可以幫助實(shí)現(xiàn)電機(jī)輕量化的目標(biāo)。

（2）優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，改變絕緣的厚度，或者優(yōu)化通風(fēng)結(jié)構(gòu)、電機(jī)繞組方式等可以有效減小電機(jī)的體積，降低電機(jī)的重量。常見(jiàn)的有轉(zhuǎn)子鐵心增加減重空設(shè)計(jì)，或者采用轉(zhuǎn)子支架降低轉(zhuǎn)子重量。

其中，在永磁同步電機(jī)永磁體槽底部和電機(jī)軸表面之間存在很大的半徑差距，存在較大的優(yōu)化空間。通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度和磁路仿真試驗(yàn)，改善轉(zhuǎn)子中減重槽的結(jié)構(gòu)和尺寸，配以輕量高強(qiáng)度的合金材料，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的輕量化、高功率密度化。

03高功率密度

目前，功率密度已經(jīng)成為電機(jī)設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)，到2020年，我國(guó)純電動(dòng)乘用車的電控功率密度需要達(dá)到35KW/L。

實(shí)現(xiàn)方式：總體來(lái)看，提高電機(jī)功率密度的方法，通常有三種：一是合理優(yōu)化電機(jī)電磁設(shè)計(jì)包括散熱系統(tǒng)、成型繞組、集中式繞組等結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；二是采用高性能的電磁材料；三是適當(dāng)提高電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速；四是提高電機(jī)的散熱能力，

（1）永磁體的選擇：

為了提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度，選擇永磁材料時(shí)應(yīng)選用剩余磁通密度、矯頑力和最大磁能積較大的永磁材料，同時(shí)還得考慮永磁體的耐溫性等。其中，有電機(jī)企業(yè)技術(shù)專家表示，采用0.35厚的高磁性能鐵磁材料，能夠有效降低高速區(qū)電機(jī)的鐵損。

（2）電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化：

首先需要建立可靠的鐵損耗等模型，以分析磁場(chǎng)飽和度、波形畸變情況、鐵心材料的鐵損耗和基于正弦、脈振與線性假設(shè)的理想模型預(yù)測(cè)值等。其次是對(duì)電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，包括對(duì)散熱系統(tǒng)、成型繞組或集中式繞組等結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

實(shí)現(xiàn)難題：據(jù)了解，高功率密度電機(jī)的散熱環(huán)境更為惡劣，運(yùn)行時(shí)單位體積產(chǎn)生的損耗也更高，由此將帶來(lái)嚴(yán)重的溫升問(wèn)題，從而影響電機(jī)的可靠性和壽命。為此，需要改善電機(jī)的冷卻系統(tǒng)、優(yōu)化繞組散熱能力等，是目前電動(dòng)汽車用高功率密度電機(jī)需要解決的主要問(wèn)題。目前，大多數(shù)電機(jī)企業(yè)采用空冷方式、水冷方式來(lái)進(jìn)行散熱。

04更寬調(diào)速范圍

調(diào)速范圍是衡量系統(tǒng)變速能力的指標(biāo)，目前調(diào)速范圍有兩種表現(xiàn)方式：一是以調(diào)速系統(tǒng)實(shí)際可以達(dá)到的最低轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速之比表示，如1:100等；二是以最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速的比值（D值）表示，如D=100等，兩者的本質(zhì)相同。

具體要求：要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)在低速時(shí)速時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩，高速巡航時(shí)則需要具有恒功率輸出特性。

05高可靠性和安全性