电动汽车驱动电机的发展趋势

1、新能源电动汽车的驱动电动机

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有软的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，功率小、效率低，维护保养工作量大；随着电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BLDCM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代，如无外壳盘式轴向磁场直流串励电动机。 电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。
早期的电动汽车上，直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的，且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂，现已很少采用。目前应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均匀地改变电动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中，它也逐渐被其他电力晶体管（入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斩波调速装置所取代。从技术的发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。
在驱动电动机的旋向变换控制中，直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实现电动机的旋向变换，这使得电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时，电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电路简化。此外，采用交流电动机及其变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。 电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在 电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。目前国内电动汽车在大功率载客汽车，给提供空气制动设备有耐力NAILI滑片式空气压缩机，主要是压缩空气的制动方式。

2、电动车电机的发展趋势

电动汽车无疑是时下最为“热门”的产品之一，世界各大知名汽车生产厂商都在奋力角逐这一“新鲜事物”，当然国内企业也不甘落后，而电动车整车组配过程中，电机的好坏又直接决定了整车性能的高低，我国电动汽车产业发展与国外差距正在拉大，其中电机的差距尤为明显。由于新能源汽车的发展，纯电动汽车所用电机市场已经成为重点销售方向，虽然很多国内企业都宣称自己拥有全产业链的科研实力，但是真正好的电机一定是需要长期的技术积累，然后才能试制、测试，最终才能走向批量生产。国内真正有实力做新能源电机的整车企业很少，尤其是在乘用车领域，在各企业大力宣扬拥有核心自主的背景下，大家都不愿对外展示作为新能源汽车核心部件之一的电机环节仍处于受制于人的境况。在中国号称做新能源电机的企业很多，但是专业做新能源电机的企业很少，很多企业都是从做传统的机械、船舶等传统工业电机领域转行进入新能源驱动电机领域，几无研发、生产经验。虽然传统工业电机与新能源汽车电机在原理上是相通的，但是在实际制造上还是存在不小区别的。新能源汽车所用电机分为异步电机和永磁电机两种，前者主要用于公交、客运等商用车，而后者主要用于乘用车。由于异步电机的转子无绕组，也无电刷，没有磁感应，功率转换效率低，构造也简单，价格也比较便宜，主要应用于大型客车;而永磁电机电机的转子有绕组，有电刷向转子供电，功率转换效率大，结构较复杂，价格也贵，主要用于对转速要求严厉的环境，比如纯电动乘用车。在此过程中很多电机配套企业都是急忙上马，将传统工业电机进行简单的技术改进，当作新能源汽车电机提供给整车厂。但在国外，生产新能源汽车电机存在着多项严格的技术指标。新能源汽车，尤其是纯电动汽车在爬坡、下坡、平坦路面、颠簸路面等不同路况行驶时，电机的输出功率不一样。国内很多电机厂仅仅是在传统工业电机的生产经验上稍加改进，完全没有考虑到新能源汽车电机的使用环境，会大大缩短使用寿命，且易造成局部过热、线路短路等危险情况。既然都意识到电动汽车电机今后将有广阔的市场，何不严格的从电机的研发、试验、投产进行把控，尽早进行基础性研究，“静下心来”从零做起，真正形成电动汽车电机产业链，以健全的姿态面对触手可得的机遇。
作为新能源汽车中必备的储能设备，动力电池起着举足轻重的作用。铅酸动力电池。
据中国电池工业协会副理事长王敬忠介绍，新能源汽车的发展对动力电池提出了高要求，高性能的先进动力电池的研发和生产逐渐发展起来，其中锂离子动力电池，新型高容量的铅酸动力电池备受关注。
“高性能动力电池是发展新能源汽车产业的重要技术支撑。”中国科学院物理研究所黄学杰如是对记者表示。他认为，提升我国动力电池的产业技术水平，建立产业共性技术开发平台，可以与电池行业发展方向和重点企业需求相结合，解决我国电池生产的技术瓶颈和工艺问题。
在提升电池、电机等核心零部件的基础上，产业体系的竞争力有望提高，并促进2012年新能源汽车在国内的推广加快。

3、新能源汽车永磁同步电机的发展史，究竟是怎样的？

电动汽车具有低噪声、零排放、高效率、节能、能源多样化和综合利用等明显优势，成为各国发展的主流。随着永磁材料性能的提高和成本的降低，永磁同步电机(PMSM)以其高效率、高功率因数和高功率密度的优势成为电动汽车驱动系统中的主流电机之一。

永磁电机驱动系统

永磁电机不仅具有无刷结构和交流电机运行可靠的优点，还具有DC电机调速性能好的优点。它不需要励磁绕组，可以实现小尺寸和高控制效率。它是电动汽车电机研发和应用的热点。永磁电机驱动系统可分为无刷直流电机系统和PMSM系统。无刷DC电机(BLDCM)系统具有转矩大、功率密度高、位置检测和控制方法简单等优点，但换向电流难以达到理想状态，会引起转矩脉动、振动和噪声等问题。无刷直流电机系统在速度要求不高的电动汽车驱动领域具有一定的优势，得到了广泛的重视和应用。永磁同步电机(PMSM)系统具有控制精度高、转矩密度高、转矩稳定性好、噪声低等特点。通过合理设计永磁磁路结构，可以获得较高的弱磁性能，提高电机调速范围。因此，它在电动汽车驾驶中具有很高的应用价值，受到国内外电动汽车行业的高度重视，在日本得到了广泛应用。是一种理想的电动汽车驱动系统。

1.日本电动汽车用永磁同步电机的现状

日本从1965年开始发展电动汽车，1967年成立日本电动汽车协会。由于永磁同步电机的优异性能，自问世以来一直受到日本汽车公司的青睐。1996年，丰田汽车公司的电动汽车RAV4采用东京电机公司的插入式永磁同步电机作为驱动电机，其下的日本富士电子研究所研制的永磁同步电机可达到最大功率50kW，最大转速1300r/min。1998年1月，日产公司开发的新一代电动乘用车在美国加州投入使用。驱动电机采用钕铁硼材料，电机体积小。电动汽车驱动电机的技术指标见表2。

近年来，日本电气工程研究实验室与其他公司合作推出了一款内置双层永磁体的永磁同步电机(如图1所示)，提高了电机的横轴电导，增加了电机10%的转矩，增加了10%的最大效率区，电机最大峰值效率可达97%以上，主工作区效率可达93%以上。

2.欧洲电动汽车用永磁同步电机的现状

在法国的VEDELIC电动汽车项目中，PSA电动汽车动力总成制造商Moteurleroy-Somer在1997年改进了驱动电机。选用的新型驱动电机是三相永磁同步电机。

与传统的DC驱动系统相比，法国采用的三相永磁同步电机在以下三个方面进行了改进：①功率密度比和转矩密度比更高；②效率更高；③可靠性提高，维护方便。德国第三代奥迪混合动力汽车的驱动电机采用永磁同步电机(PMSM)。最大速度为12500转/分钟，最大输出功率为32kW。

3.美国电动汽车用永磁同步电机的现状

电动汽车在美国的发展比日本晚。在美国，感应电机的设计和控制策略已经成熟，因此感应电机是电动汽车的主要驱动电机。而美国也对永磁同步电机进行了研究，成果突出。詹姆士开发的永磁同步电机。歌迪和凯文。SatCon公司的LeRowR.E采用定子双绕组技术，不仅扩大了电机的转速范围，而且有效利用了逆变器的电压，绕组电流小，电机效率高。表4显示了美国SatCon公司开发的电机在不同速度和功率下的效率特性。

4、电动汽车未来的发展怎么样？

新能源汽车行业前景可观 2020年人才缺口将达68万
新能源汽车产业的快速发展，依赖于相关人才的储备。企业的竞争就是人才的竞争。有行业人士表示，随着新能源汽车行业快速发展，或将产生大量与新能源汽车相关的人才需求，特别是对三电技术人才的需求。汽车工程师之家在中华英才网、赶集网、58同城等网络平台上看到，新能源汽车行业招聘职位较多，并且薪资普遍较高。
目前我国新能源汽车人才约17万，预计到2020年人才需求在85万人左右，届时将面临68万人左右的缺口。新能源汽车行业前景可观，势必将造就一批热门就业岗位。
新能源汽车技术专业的学生毕业后可以从事什么岗位？
就业岗位如下：
初次就业岗位：新能源汽车制造、新能源汽车机电维修、新能源车辆性能检测、新能源汽车新技术培训、新能源汽车维修业务接待、新能源汽车销售；
发展岗位：新能源汽车调试、新能源维修技术主管、质检员、新能源汽车技术培训；
拓展岗位：新能源汽车生产、维修管理，新能源汽车服务企业经营与管理
新能源汽车将进入行业发展的“黄金时代”
新能源汽车一般是指是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆;其工作原理是：蓄电池--电流--电力调节器--电动机--动力传动系统--驱动汽车行驶;电动汽车的种类有：纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车。
就目前市场中的新能源车型将我们的评测体系分为三类：纯电动车型、插电式混合动力车型以及油电混合动力车型，具体至每一类车型都拥有各自不同的性能标准。新能源可能性的故障有以下，一.整车没电;二.电动机故障;三.充电故障;四.动力电池故障。
根据《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，到2020年，将实现当年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆，整体技术水平保持与国际同步，形成一批具有国际竞争力的新能源汽车整车和关键零部件企业。在节能减排需求和政府补贴、限行限购、双积分等政策的联合推动下，当前中国汽车市场正迎来新能源汽车发展的“黄金时代”。

5、纯电动汽车是未来发展的趋势吗？

我自己就是纯电动车主，但从日常用车的种种体验上，我并不觉得它是什么未来大趋势。相反，淘汰它才应该是大趋势。

先说说我这台车的情况。

车型：2016款帝豪EV，补贴后落地价14.7万元，2016年4月上牌，目前ODO里程31000km。

电池信息：45.3kWh三元锂电池，工信部续航253km，实际续航120-350km（因为测试标准不一样，它是我见过的唯一实测续航大概率大于工信部续航的车型）。

我两个家里都有固定车位和充电桩，A家电价0.478元一度，B家充电压根不用自己花钱。工作日往返通勤里程45-70km/天，3万多公里真正需要自己掏的电费也就1000块钱。相比只能靠公共充电桩的车主，我充电不用排队、不用原地等、不用专程跑一趟、不用为了充电多花停车费、不用担心油车占位和充电桩故障，开车也不用靠羽绒服和棉被来省电，用车条件已经十分优越了。

但我仍然不看好纯电动车。

发展了这么多年，纯电动车最大的问题依然是电池的特性，而且是近期难以改变的（除非出现重大的科技革新），比如下面这几条。

1.电池比汽油怕冷

①北方冬天续航大减（可逆）：

25度时放电性能最佳，环境低于15度就有看得见的衰减。以北京冬天的平均温度，电池容量要打75折。更恶心的是只要超过2天不开，下次启动就会发现冻掉了至少十几公里续航。而汽油车在冬天无非是冷启动的头几分钟油耗稍高、热机速度稍慢一些而已，而且单程开得越远，对油耗的影响越弱，不影响正常用车。

②快充速度和能量回收力度受限：

以掌柜的车为例，5度以下BMS为了保护电池，充电电流要比常温时打5-6折。其他3个季节，国家电网快充桩的电流可以维持在110-120A（电量低于80%时），到了冬天为了保护电池，电流只能达到60-66A，充电时间几乎翻倍。同时，动能回收强度在低温下也衰减了一半，需要更频繁地用机械刹车来弥补制动力下降。

③大功率放电（即急加速）容易导致锂离子结晶，造成续航不可逆衰减。

我这台车标称最大功率95kW，但额定功率其实只有50kW，所以如下图的最大功率输出（黄框中一格表示25kW）对电池来说属于不健康的操作，长期这么开会明显有损电池寿命，这是后期保养无法弥补的。而汽油车只要保养得当，只要不是连续长时间激烈驾驶，都不会对动力总成的耐久性构成质的伤害。

2.暖风耗电巨大

纯电动车没有发动机作为热源，暖风纯靠电加热，虽然制热速度确实比冷启动的发动机快得多，但耗电极高。我的车表显瞬时功率高达6.9kW，相当于四五个电吹风。如果温度设在25℃以上，就算恒温后平均功率也要3kW左右。加上低温本身电池性能差，纯电动车在冬天的续航要比春秋天打5-7折。我这车春秋天续航300km+很轻松，最高开到过350km（就是日常路况，非龟速和下山路），冬天正常开暖风多则220km，少则120km。如果是SUV车型，车内空间更大，散热率更高，暖风的耗电量还会更猛。暖风是按时间来算能耗的，一小时耗电量在常温下可以跑20-25km路。所以赶上严重堵车的话，可能暖风用掉的电比行驶本身都多。另外，暖风的使用加快了电池充放电循环的进度，暖风用得越多，电池寿命之内可用的行驶里程就越少。

3.能量密度比汽油弱爆了

目前民用车的动力电池，能量密度最高的也不过0.18-0.2kWh/kg，而且盲目提升能量密度还会有损安全性。而汽油的能量密度是44kWh/kg，相当于电池的200多倍。就算考虑到发动机实际热效率也就25%-30%，仍然比电池高五六十倍。50公斤的汽油就能轻松带着一台A级车跑七八百公里，而三四百公斤的电池只能续航300公里左右。何况电池的自重本身是一种负担，电池堆得越多，百公里电耗也会随之增加。同样技术水平下，电池容量做大一倍，续航可能只增加五六成。容量越大，量效比反而越低。下图就是我这2016款帝豪EV的动力电池组，重达390公斤。

4.充电速度远不如加油

纯电动车通常有直流快充和交流慢充两个充电口，但充电的过程是一种循序渐进的化学变化，即便是快充，车企最多也只敢宣传三四十分钟充到80%，80%以上时BMS为了保护电池会逐步限流降功率，电量从80%-100%的时间和20%-80%差不多。我的车从20%以下快充至100%，夏天至少1小时，冬天则要2小时。慢充倒是可以恒功率充电，一般是7kW（我的车比较老，只支持3.5kW慢充），但毕竟速度慢，电池容量越大的车充电时间自然也就越长。

汽油车加油完全是物理浇灌，就算去收银台刷卡、开发票，撑死了也就5分钟。你说我没算加油排队时间？那是你还没见过充电站排队充电的盛况。

⬆️国家电网充电桩充电，由于低温，电量80%以上后电流只有24A

⬆️一个半小时才充了21度电，1.5元/度的电价也不便宜

5.高速太费电

汽油车跑高速之所以省油，是因为内燃机高效工况范围窄，低速蠕行时发动机处于低负载状态，窝工浪费的能量多，所以需要适当的风阻来增加发动机负载才能处于最高效工况，80-90公里左右的风阻对轿车来说正合适，所以就成了经济时速。但电动机的高效工况范围比内燃机高得多，风阻始终是越小越好，可以说从20km/h以上，都是越快越费电，要知道风阻是和车速的平方呈正比的——120km/h的风阻是60km/h的4倍，是40km/h的9倍。以掌柜的车为例，维持80km/h巡航需要12kw的功率，算下来45kWh满电可以开3小时45分钟，即300公里；而120km/h巡航则需要23kw的功率，只能开俩小时，续航235公里。冬天开着暖风跑高速长途，你充电时间没准比你在路上跑的时间都长。跑一个半小时强制休息一个半小时是一台汽车应有的表现吗？

6.可怜的残值率

因为电池容量随时间和里程衰减，电动车的折旧速度非常快，新车开3-5年残值就几乎归零了，下家对电动车的接受度也很低。而5年的汽油车普遍还有50%左右的残值，车况好或者走量车的残值还能更高。

7.补贴后依然比同级别汽油车贵

我这台车指导价高达24.98万元，是同款汽油版车型的3倍。虽然补贴了11万元，但商业险是按25万保额交的保费。和整车的售价和残值比起来，就算电比油便宜也不过是杯水车薪，舍本逐末。

8.没有独立充电条件的车主不在少数

我确实有充电条件，但这没有普适性。尤其是一二线城市，每天有不下6位数的车主为找车位发愁，北京的停车位缺口更是高达40%-50%。如果因为自己有固定车位充电就鼓吹纯电动大法好，那就是“何不食肉糜”“站着说话不腰疼”的无良态度了。我买车头一年也经历了只能依赖公共快充桩的状态，那段时间简直如同买了个爹：冬天本来续航就缩水，每次还要预留三四十公里续航用来找充电站，刨掉这部分，每次充满电跑150公里左右，就要开始得找地方充电了。为了少跑几次充电站，也为了防止充电站可能有各种原因充不上电，我一个人时经常舍不得开暖风。充上电还要干等一两个小时，而且电费还贵：国电充电桩每天7-23点电价在1.5-2元/度，按冬天百公里20度电算，一公里电费要花三四毛，和加92号汽油的同级别汽油车相比已经不便宜了，这还不算有的充电站要照常收停车费呢。

直观对比一下：电动车400公斤电池做不到的事，汽油车20公斤汽油就做到了；电动车1-2小时才能充满电，汽油车2-5分钟就加满油了。汽油车比电动车更持久，更稳定，更快速，更灵活，还更便宜。

家用电器之所以好用，是因为它们即插即用。其他靠电池供能的，无非就是手表、电动玩具、挂钟、遥控器、手电、手机、笔记本电脑这些尺寸小、功耗低的物件。尺寸和功耗越大，电池能量密度低、补给速度慢的弊端就会越来越致命。这就是商用船舶和飞机没有纯电动的原因。有个大V说得好：

假设一架客机携带10吨燃油可以飞3个小时，那么按照前面汽车和电动车的比值来算，飞机应当携带200吨电池才能飞3小时。坏消息是高空温度低，续航减半，可能飞机不开暖风飞一个半小时电就用光了；好消息是带了200吨电池的飞机根本飞不起来，避免了更大危险的发生。

上图是宝马1991年亮相的E1电动车，因为电池和成本最终只造了5台原型车，没有量产。

有些靠跪舔和厂家充值为生的伪车评人总是假模假样地以“没条件别买电动车”“这是给有钱人‘提高’城市通勤质量的工具”来为电动车的缺陷洗地。比如“电动车更适合城市通勤代步”，其实是因为电动车续航太短、充电太慢，跑别的工况都不行，只有市区低速短途才显得不那么难堪。你能说低年级小学生比成年人更适合算100以内加减法吗？燃油车怎么就不适合市区代步了？事实是除非你只有买电车的指标，买电车是为了解决从零到一，否则电动车不会提升任何所谓的城市通勤质量。

6、2017年电动汽车驱动电机技术面临的挑战？

这个挑战每年都有的，但是每年的发展趋势不同挑战也不同。关键看自己怎么处理。
2017年第八届杭州电机自动化及驱动控制技术研讨会就有比较专家专业人士解读这方面的知识。

7、做新能源汽车的电机控制有前途吗

回答肯定是有的，因为全世界都在发展新能源汽车，都要用到各种电机，特别在电机创新方面，电机的应用于发展也是新能源汽车的关键技术之一。

8、电动汽车有哪几种驱动电机？

直流电动机、交流电动机、永磁同步电动机交流异步电动机等等

9、电动汽车驱动电机的研究技术路线有哪些

1.电机绕组。 绕组排布和磁场能量转换有关。优化的绕组可以降低损耗，提高效率，减少发热。对于车载电机，能量有限，研究电机绕组就成了重要的一个环节。
2。转子形状。好多电动汽车已经不用传统电机转子了，改用IPM等结构，可以有效增大转矩，减小电动机体积。
3。驱动电路。不同的电驱模式可以获得不同的效果。例如传统的交流电机控制（I-torqur I-phase分量控制）这部分应该是比较热的吧。谁能研究出一个nb的控制电路，达到控制准确、减小谐波，实现简便，那谁就nb了。
4。发热研究。电机研究，无论是汽车还是什么，归结到最后都是发热的问题。可能是电机过热，也可能是电力电子器件过热。有很多人在研究电动汽车的散热问题。因为电力电子器件比传统汽车部件更容易受热损坏。
希望对你有帮助。研究领域太多了，随便一个小地方就足够你研究几年啦。