车用电动机的发展现状及趋势

杨朝辉，杜晓平

（西安兰德新能源汽车技术开发有限公司，陕西 西安 710043）

车用电动机的发展现状及趋势

杨朝辉，杜晓平

（西安兰德新能源汽车技术开发有限公司，陕西 西安 710043）

19世纪电机的发明引发了第二次产业革命，使人类进入了电气化时代。进入21世纪，随着人类社会的进步，科学技术的发展，生活生平的提高，节约环保的意识增强，汽车工业又站在了革命的门槛上。虽然，汽车工业是推动社会现代化进程的重要动力；然而，汽车工业的发展也带来了环境污染和能源消耗两大问题，为此，国家科技部启动了十五“863”电动汽车重大专项。

汽车；电机

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.055

CLC NO.: U469.7 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)09-163-02

1、车用电动机的特点

电动车最显著的特点就是频繁起停、加减速、而不是运行于某一恒速下，对于电动车性能的评价有三个重要参数：最高车速；充电一次的续驶里程；加速性、过载能力和爬坡能力。为了提高最高时速，电动车应有较高的瞬时功率和功率密度（W/Kg），为了提高充电一次的续驶距离，电动车应有较高效率。而且电动车是变速工作的，所以电动车应有较高的高低速综合效率。电动车起步和爬坡时速度较低，但要求力矩较大；正常运行时需要的力矩较小，而速度很高，故用于电动机的功率很大，电池电压很高，所以车用电动机总的要为：高密度、高效率、宽调速。另外，电动机还必须坚固、可靠、价格低廉。电动车用电机的典型特性曲线如图1所示。

2、车用电动机的类型及发展趋势

电机及其控制系统既是电动汽车的心脏又是电动汽车研制的关键技术之一，直接影响整车的动力性及经济性。已被列为863电动汽车重大专项的共性关键技术课题。驱动电机主要包括直流电机和交流电机。20世纪80年代前，几乎所有的车辆牵引电机均为直流电机，这是因为直流牵引电机具有起步加速牵引力大，控制系统较简单等优点。但它重量大、效率低、价格贵，有机械换向器，当在高速大负载下运行时，换向器表面会产生火花，所以电机的运转不能太高。由于直流电机的换向器需保养，又不适合高速运转，除小型车外，目前一般已不采用。

目前电动汽车广泛使用交流电机，主要包括：交流感应电机、开关磁阻电机和永磁电机。如表1所示：

表1 各类型电机主要特点及应用

车用电机的发展趋势如下：

1）电机本体永磁化：永磁电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源，因此高性能永磁电机是我国车用电机的重要发展方向。

2）电机控制数字化：专用芯片及数字信号处理器的出现，促进了电机控制器的数字化，提高了电机系统的控制精度，有效减小了系统体积。

3）电机系统集成化：通过机电集成和控制器集成，有利于减小驱动系统的重量和体积，可有效降低系统制造成本。

3、我国电机的发展现状及存在问题

交流异步电机驱动系统我国已建立了具有自主知识产权异步电机驱动系统的开发平台，形成了小批量生产的开发、制造、试验及服务体系；产品性能基本满足整车需求，大功率异步电机系统已广泛应用于各类电动客车；通过示范运行和小规模市场化应用，产品可靠性得到了初步验证。

开关磁阻电机驱动系统已形成优化设计和自主研发能力，通过合理设计电机结构、改进控制技术，产品性能基本满足整车需求；部分公司已具备年产2000套的生产能力，能满足小批量配套需求，目前部分产品已配套整车示范运行，效果良好。

无刷直流电机驱动系统国内企业通过合理设计及改进控制技术，有效提高了无刷直流电机产品性能，基本满足电动汽车需求；已初步具有机电一体化设计能力。

永磁同步电机驱动系统已形成了一定的研发和生产能力，开发了不同系列产品，可应用于各类电动汽车；产品部分技术指标接近国际先进水平，但总体水平与国外仍有一定差距；基本具备永磁同步电机集成化设计能力；多数公司仍处于小规模试制生产，少数公司已投资建立车用驱动电机系统专用生产线。

存在主要问题：

1）电机原材料、核心部件研发能力较弱，依赖进口，如硅钢片、电机高速轴承、位置/转速传感器等。进口产品成本高，影响电机系统产业化。

2）我国车用电机系统尚处于起步阶段，制造工艺水平落后，缺乏自动化生产线，造成产品可靠性、一致性差。产业化规模较小，成本较高。

3）现阶段国家出台的电动汽车驱动电机系统标准较少，且不完善。如：不同类型电机系统采用同一检测标准，缺乏可靠性、耐久性评价方法等。

[1] 邵杰.混合动力及电动汽车驱动电机形式及技术参数[J].汽车电器, 2006(03)：13-14.

[2] 魏学哲.影响电动汽车性能的关键因素解析电动汽车驱动系统[J].汽车电子,2006(06) 15-20.

[3] 闫大伟,陈世元,电动汽车驱动电机性能比较[J].汽车电器,2004 (02):4-6.

The current and development status of motor for vehicle

Yang Zhaohui, Du Xiaoping
( Xi'an Land New Energy Vehicle Technology Development Co. Ltd., Shaanxi Xi'an 710043 )

In the 19th century, the invention of the motor caused the second industrial revolution, which made human enter the stage of electric. In the 21st century, with the progress of human society, the development of science and technology, the improvement of living standard, and the enhancement of conservation and environmental awareness, the automotive industry will bring a new round of revolution. Although the automotive industry is an important force to promote social modernization; however, the development of the automotive industry has also brought two major issues, which are environmental pollution and energy consumption. So the Ministry of Science&technology launched the "863" major projects of electric vehicle.

Vehicle; Motor

U469.7

B

1671-7988（2015）09-163-02

杨朝辉，就职于西安兰德新能源汽车技术开发有限公司，从事整车设计工作。