驅(qū)動電機系統(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汽車的爬坡、加速、最高車速等主要性能指標，而其技術(shù)、制造水平也直接影響了整車的性能和成本。

隨著補貼大幅下降和續(xù)航里程、安全性等指標的大幅提升，未來我國新能源汽車驅(qū)動電機需要向小型輕量化、集成化、更高功率密度、更寬調(diào)速范圍等趨勢發(fā)展。

下文，高工電動車網(wǎng)將重點介紹驅(qū)動電機的幾大技術(shù)趨勢，以及實現(xiàn)方式、實現(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)動電機的低成本策略主要實現(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和優(yōu)化電機結(jié)構(gòu)等。

（1）減少稀土材料的使用量

華域電動數(shù)據(jù)顯示，按照現(xiàn)有的稀土價格，一臺電機稀土磁鋼僅占整機重量的2.5%到4.5%，但成本卻占整機的33%左右，稀土價格高時，磁鋼占整機成本超過60%。為此，減少稀土用量可以有效降低成本。

（2）優(yōu)化電機結(jié)構(gòu)

大部分電機企業(yè)采用拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、提高磁阻扭矩比例等方式，來減少稀土材料的使用量。其中，華域電動通過提高磁阻扭矩比例，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）采用自動化生產(chǎn)設(shè)備

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

02小型輕量化

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

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

（1）材料選擇

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

（2）優(yōu)化電機結(jié)構(gòu)

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

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

03高功率密度

目前，功率密度已經(jīng)成為電機設(shè)計的重要設(shè)計指標，到2020年，我國純電動乘用車的電控功率密度需要達到35KW/L。

實現(xiàn)方式：總體來看，提高電機功率密度的方法，通常有三種：一是合理優(yōu)化電機電磁設(shè)計包括散熱系統(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；三是適當提高電機的額定轉(zhuǎn)速；四是提高電機的散熱能力，

（1）永磁體的選擇：

為了提高電機的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度，選擇永磁材料時應(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，同時還得考慮永磁體的耐溫性等。其中，有電機企業(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)電機的鐵損。

（2）電機結(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)測值等。其次是對電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，包括對散熱系統(tǒng)、成型繞組或集中式繞組等結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

實現(xiàn)難題：據(jù)了解，高功率密度電機的散熱環(huán)境更為惡劣，運行時單位體積產(chǎn)生的損耗也更高，由此將帶來嚴重的溫升問題，從而影響電機的可靠性和壽命。為此，需要改善電機的冷卻系統(tǒng)、優(yōu)化繞組散熱能力等，是目前電動汽車用高功率密度電機需要解決的主要問題。目前，大多數(shù)電機企業(yè)采用空冷方式、水冷方式來進行散熱。

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，目前調(diào)速范圍有兩種表現(xiàn)方式：一是以調(diào)速系統(tǒng)實際可以達到的最低轉(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)動電機在低速時速時輸出大轉(zhuǎn)矩，高速巡航時則需要具有恒功率輸出特性。

05高可靠性和安全性