【中國傳動網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】 目前市場上的各種純電和混動新能源汽車，永磁同步電機占多數(shù)，感應(yīng)電機占一小部分，這兩種電機基本就是電動乘用車驅(qū)動電機的全部了。

1.1交流感應(yīng)電機

相比永磁同步電機，交流感應(yīng)電機體積較大，但是價格適中，當(dāng)然有特斯拉那樣的神操作，把轉(zhuǎn)子銅芯搞成異類的（專利），但是感應(yīng)電機可以做得功率很大并且不存在退磁問題，所以一些大型車或者追求性能的電動汽車，比如特斯拉ModelS和蔚來ES8，都采用感應(yīng)電機。

1.2永磁同步電機

對于空間布置尺寸要求比較高的中小型電動汽車來說，功率和扭矩密度更高的永磁同步電機就是優(yōu)先的選擇，并且同步電機更適合頻繁啟停的工況，適合城市上下班通勤的應(yīng)用場景，這也是TeslaModel3改用同步電機的原因之一。

網(wǎng)上說中國富含稀土礦所以中國的電動汽車選用帶永磁體的同步電機，我認為有牽強附會之嫌：難道各種民營企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)造車車企，不從成本/性能角度考慮，而是從國家戰(zhàn)略安全作為出發(fā)點？

不靠譜，更不要說鐵銣硼的提煉和加工方面我國技術(shù)并沒有優(yōu)勢，反而日本在稀土材料運用上積累更多。

1.3開關(guān)磁阻電機

開關(guān)詞組電機結(jié)構(gòu)簡單、堅固、維護方便甚至免維護，起動及低速時轉(zhuǎn)矩大、電流??；高速恒功率區(qū)范圍寬、性能好，在寬廣轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)都具有高輸出和高效率而且有很好的容錯能力。

開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是由一些列脈沖轉(zhuǎn)矩疊加而成的，由于雙凸極結(jié)構(gòu)和磁路飽和非線性的影響，合成轉(zhuǎn)矩不是恒定轉(zhuǎn)矩，而有一定的諧波分量，影響了電動機低速運行性能，所以傳動系統(tǒng)的噪聲與震動比一般電機大。

開關(guān)磁阻電機的優(yōu)點和缺點都非常明顯，對于家用車領(lǐng)域，像脈動引起的噪音與震動確實是難以控制和非常影響用戶體驗的，因此并沒有大規(guī)模應(yīng)用。但是在商用車領(lǐng)域，它就可以大顯身手了，國內(nèi)很多電動公交車、大巴和貨車上面，都能夠看到它的身影。

所以，基本可以這么說：中小型車以永磁同步為主，大型及高性能乘用車趨向感應(yīng)電機，開關(guān)磁阻電機則適用于大型商用車。

02

新能源汽車驅(qū)動電機技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1電工鋼片

驅(qū)動電機的功率、轉(zhuǎn)矩、效率和壽命與所用的硅鋼片有很大關(guān)系，尤其是電機轉(zhuǎn)子所用的無取向電工鋼片，磁性能決定了電機的轉(zhuǎn)矩和效率，鐵損越低電機效率越高，磁感增大電機轉(zhuǎn)矩才能增加，力學(xué)性能決定了定子和轉(zhuǎn)子的加工精度、承載強度和最大轉(zhuǎn)速。

新能源電動汽車對驅(qū)動電機電工鋼片的要求：

1.電機需要提供高扭矩用于啟動，要提高扭矩必須提高電流和電工鋼的磁感

2.常用駕駛模式下電機效率一般85%～93%，要提高能源轉(zhuǎn)換效率，要求電機所用電工鋼片具有優(yōu)秀的磁性能，即中低磁場下的高磁感和高頻下的低鐵損

3.電機轉(zhuǎn)速6000～15000r/min，要求使用的電工鋼片具有足夠高的強度抵抗離心力，這要求使用高強度電工鋼，特別是永磁驅(qū)動電機，磁極鑲嵌于轉(zhuǎn)子之中，因此保證轉(zhuǎn)子的強度至關(guān)重要

4.縮小轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙可有效提高磁通密度，這要求電工鋼薄片具有良好的沖片性

5.在汽車的使用周期內(nèi)，處于服役期的高速旋轉(zhuǎn)的電工鋼片不能發(fā)生疲勞破壞，即要求有高的疲勞壽命

2.2關(guān)于電機繞組

為了減少繞組線的長度，減小電機的體積和用銅量，減少銅損耗，提高電機效率，降低電機重量，提高功率密度，需要合理選擇電機繞組方式，可以改善電機繞組的磁勢正弦，降低定子磁勢的諧波含量，減少電機鐵耗和定子繞組引起的電機紋波轉(zhuǎn)矩，提高電機效率，降低電機振動和噪聲，合理選擇電機繞組方式，可以提高電機凸度，提高磁阻轉(zhuǎn)矩，減小繞組電流，降低電機銅耗。

總體上定子中繞線的量是決定電機功率大小的重要因素。而決定繞線量的則主要是在有限空間內(nèi)銅線可以繞機芯的圈數(shù)。技術(shù)方面目前插入器的使用由于適合高功率的定子加工，并有逐漸成為行業(yè)生產(chǎn)標(biāo)配的趨勢。

2.3線圈的設(shè)計

為了實現(xiàn)電機小型化，本田增加了繞線的占積率(空間中銅的比例)，使定子變小。通過使用大截面的方形導(dǎo)線作為線圈，使得占積率達到了60%。在傳統(tǒng)的電動機中，使用薄的圓形線圈，占積率一般只能達到48%。

為了使定子小型化，線圈使用截面積大的方形導(dǎo)線。與傳統(tǒng)的圓形線圈相比，方形導(dǎo)線可使占積率從48%增加到60%。但是，由于和圓線相比方線變粗，導(dǎo)體(銅)中的“過電流損失”會增大。通常通過增大定子的槽寬度或減小每個線圈的厚度來減小過電流損耗。

為了實現(xiàn)小型化，本田同時還縮短了從定子突出的線圈部分(“線圈末端”)。本田技術(shù)人員認為線圈末端部分“對電機工作沒有貢獻”。

為了縮短線圈末端，采用了新的繞線結(jié)構(gòu)方法：

1.首先，將矩形線圈塑形成U字形，以形成“并列分割線圈”。

2.接下來，將該分割線圈從定子鐵心的軸方向插入。

3.之后，將插入側(cè)以及對側(cè)伸出的線圈前端焊接在一起而形成線圈。

新的繞線工藝需要投資新的制造設(shè)備。與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝不需要繩子捆綁，也不需要將線圈末端壓扁，從而更易于自動化。由此實現(xiàn)高效率大批量生產(chǎn)，成本也能降低。

2.4冷卻

電動機主要冷卻方式有自然冷卻、風(fēng)冷和水冷。電機冷卻系統(tǒng)處于較低溫度時，冷卻液泵不工作。溫度上升后，冷卻液泵工作。

冷卻液泵的工作溫度不能超過75℃，最合適的工作溫度應(yīng)該低于65℃。

電動汽車驅(qū)動電動機與控制器的冷卻系統(tǒng)主要依靠冷卻水泵帶動冷卻液在冷卻管道中循環(huán)流動，通過在散熱器的熱交換等物理過程，冷卻液帶走電動機與控制器產(chǎn)生的熱量。

為使散熱器熱量散發(fā)更充分，通常還在散熱器后方設(shè)置風(fēng)扇。

電動機在工作時，總是有一部分損耗轉(zhuǎn)變成熱量，它必須通過電動機外殼和周圍介質(zhì)不斷將熱量散發(fā)出去，這個散發(fā)熱量的過程，我們就稱為冷卻。

03

新能源汽車驅(qū)動電機小型化、輕量化趨勢

近年，關(guān)于電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)的一體化研究非?；钴S，通過電機、逆變器，減速齒輪3個部件一體化，可以實現(xiàn)高效、小型和輕量化，同時降低成本。

而將驅(qū)動系統(tǒng)安裝在車輪內(nèi)的輪轂電機，更是進一步推進了小型化和輕量化。

機電一體化活躍的原因在于可以實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型輕量化以及降低成本，提高效率。如果是電機與逆變器一體，逆變器配置在電機旁邊，連接電機與逆變器的線束就可以縮短或者置換。

由此，減小了尺寸和重量，還降低了線束產(chǎn)生的損耗。又如果與減速箱一體，那齒輪的潤滑油和電機的冷卻油就可以共用，精簡了冷卻機構(gòu)，可以輕松實現(xiàn)小型化。

機械零件具備優(yōu)勢的廠商則是將減速器作為了強項。例如，舍弗勒(Schaeffler)公司，在三位一體的驅(qū)動系統(tǒng)中使用了減速比約為15的高速減速器。

其他公司的減速器一般減速比約為10，即使高速也最多13左右。減速比越高，作為系統(tǒng)越容易提高轉(zhuǎn)矩。因此，與減速比為10左右的驅(qū)動系統(tǒng)相比，能夠在利用高速旋轉(zhuǎn)的小型電動機的情況下獲得相同的扭矩，也就實現(xiàn)了小型化。

04

新能源汽車驅(qū)動電機供應(yīng)商配套趨勢

從市場份額情況看，豐田集團在2016年的數(shù)據(jù)中遙遙領(lǐng)先(集團主要生產(chǎn)電機的公司包括電裝公司和愛信精機)，本田集團位居第二，而同時這兩大集團也都在混動領(lǐng)域占據(jù)全球領(lǐng)先地位。之后是比亞迪以及給特斯拉供貨的臺灣電機制造商富田電機。

在初期產(chǎn)品更新?lián)Q代速度較快，需要上游零部件供應(yīng)商迅速做出反應(yīng)相互配合，所以整合生產(chǎn)的模式具備較高的性價比；然而到了行業(yè)發(fā)展中后期，由于整個市場規(guī)模擴充，同時產(chǎn)品更新?lián)Q代速度不需要像初期那樣快，此時第三方供應(yīng)商以整個市場為客戶對象的規(guī)模效應(yīng)便體現(xiàn)出來。

電機電控與主機廠供應(yīng)鏈配套主要分為第三方電機電控企業(yè)配套以及主機廠自主研發(fā)配備兩個模式。

電機行業(yè)在長期發(fā)展過程中，第三方供應(yīng)商崛起將是大勢所趨。如果我們觀察當(dāng)前日本汽車行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈情況，不難發(fā)現(xiàn)占據(jù)龍頭地位的前三強(豐田、本田、日產(chǎn))都傾向于自供電機產(chǎn)品，這除了和日本制造企業(yè)的傳統(tǒng)基因相關(guān)外，也同行業(yè)發(fā)展的階段有關(guān)。