新能源汽车电机技术标准化的挑战与对策

摘 要：在新能源汽车市场快速发展的时代背景下，为促进新能源汽车更好更快发展，本文对新能源汽车电机的诸多技术方面进行了一定程度的调查研究。介绍了当前新能源汽车电机技术的发展现状，及今后的发展方向；对新能源汽车电机的安全性、可靠性做了介绍；对当前其充电标准的不统一和互操作不便利性等有碍新能源汽车电机发展的诸多问题做了阐述；对未来国际间合作及新能源汽车电机标准化统一化的必要性进行了论证。新能源汽车电机技术的发展离不开政府、企业、消费者的共同努力。政府方面带头给予企业足够的政策支持，企业间应当制定产品行业技术规范并加强技术交流，消费者对产品及政策作出及时反馈，三者共同努力形成良性循环，助力新能源汽车电机发展壮大。

关键词：新能源汽车，电机技术，技术规范

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.17.012

Challenges and Measures for Standardization of Motor Technology for Electric Vehicles

WANG Kai

（Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： With the rapid development of the electric vehicle market， this paper has conducted investigation and research on many technical aspects of electric vehicle motors， in order to promote the better and faster development of electric vehicles. The paper introduces the current development status and future development direction of motor technology for electric vehicles， and the safety and reliability of electric vehicle motors. The paper elaborates on many issues that hinder the development of electric vehicle motors， such as inconsistent charging standards and inconvenient interoperability， and demonstrates the necessity of future international cooperation and standardization and unifi cation of electric vehicle motors. This paper believes that the development of motor technology for electric vehicles cannot be separated from the joint efforts of governments， enterprises and consumers. The government should take the lead in providing suffi cient policy support to enterprises. Enterprises should develop industrial technical specifi cations for products and strengthen technical exchanges. And consumers should provide timely feedback on products and policies. The three parties should work together to form a virtuous cycle and help the development and growth of electric vehicle motors.

Keywords： electric vehicles， electric motor technology， technical specifi cation

0 引 言

在全球对清洁能源需求不断增加的现在，新能源汽车作为一种环保、可持续的交通方式，正迅速崛起。而在新能源汽车中，电机作为关键的动力装置，其技术标准化对于保障电动汽车的性能、安全性和可靠性至关重要。然而，由于技术的多样性和快速发展，以及充電设施的不统一性，新能源汽车电机技术标准化面临着一系列挑战。

1 新能源汽车电机技术标准化的挑战

1.1 技术多样性和快速发展

在新能源汽车电机技术标准化中，面临的首要挑战之一是技术多样性和快速发展。随着电动汽车市场的不断扩大和技术的不断进步，出现了多种类型的电机，如永磁同步电机、感应电机、开关磁阻电机等，每种电机都具有不同的特点和应用领域[1]，电机种类分布详见表1。这种技术多样性给标准化工作带来了一定的困难，需要制定相应的技术规范和测试方法，以确保各种电机的性能和安全性符合标准要求。同时，新能源汽车电机技术也在快速发展，不断涌现出新的技术和创新。新的电机设计、材料和控制策略的出现使得电机性能不断提升，包括功率密度、效率和响应速度等方面。例如在当前电机的应用中，永磁同步电机占比达94%，其漆包线多采用扁铜线，冷却方式多采用油冷。然而，这种快速发展也带来了标准制定的压力，因为标准需要及时跟上技术的变化和更新。同时，标准化工作需要考虑到不同地区和国家之间的差异，以便实现国际间的互操作性和合作。

1.2 安全性和可靠性

新能源汽车电机技术标准化中的另一个重要挑战是安全性和可靠性。由于电机在驱动电动汽车过程中扮演着关键角色，其安全性和可靠性对于乘客和驾驶员的安全至关重要。因此电机系统需要满足严格的安全要求。这包括电机的设计和制造过程中的安全性考虑，如防火、防爆和电磁兼容等。此外，还需要考虑电机的故障诊断和安全保护机制，以确保在电机系统出现故障时能够及时检测并采取适当的措施，避免事故发生。其次，可靠性是新能源汽车电机技术标准化中的重要方面。电机在日常使用中需要具备稳定的性能和长寿命，以满足用户的需求和期望。这需要制定相应的可靠性测试方法和标准，对电机的寿命、温度特性、振动耐受能力等进行评估和验证。此外，还需要建立完善的维修和保养标准，以确保电机在使用过程中能够保持良好的性能和可靠性。

1.3 充电标准与互操作性

充电标准与互操作性是新能源汽车电机技术标准化中的重要议题。随着电动汽车的普及，充电设施的建设和使用也日益增多，因此确立统一的充电标准和实现互操作性变得至关重要[2]。具体来说，不同地区和国家存在不同的充电标准，这给用户带来了充电的不便利性和不确定性。通过制定统一的充电标准，可以使用户在全球范围内使用统一的充电设施，无论在家庭、工作场所还是公共充电站，都能够方便地进行充电，提高用户体验。当前主流的充电标准主要有以下几个：IECTC23国际电动委员会、IECTC69国际电动委员会、ISO的TC22电气电子设备Electrical and electronic equipment。而在这些关键的标准组织里面，中国都派出了人员参与，并担任一定的职责。这都有助于在将来标准的变更及国内新能源汽车电机技术的发展上占得先机。其次，充电接口的统一性也是实现充电互操作性的关键。充电接口不仅需要与充电设施匹配，还需要与电动汽车的充电插头相匹配，确保充电过程的安全和高效。统一的充电接口标准可以促进不同品牌和型号的电动汽车之间的互联互通，使用户能够选择不同品牌的电动汽车，并在不同充电设施上进行充电，避免了兼容性问题。新能源汽车主要充电接口类型详见表2。

2 新能源汽车电机技术标准化的对策

2.1 国际合作和协调

在新能源汽车电机技术标准化中，国际合作和协调起着重要的作用。由于新能源汽车市场的全球化和技术的跨国流动，国际合作是推动标准化工作的关键因素。具体而言，国际合作可以促进标准的一体化和全球互操作性。新能源汽车电机技术的标准化需要各国政府、标准化机构、行业协会和企业之间的合作与协调。通过共同制定和采纳统一的标准，可以消除不同国家和地区之间的技术壁垒，促进全球范围内的新能源汽车电机技术互联互通。这将有助于加速新能源汽车的推广和普及，并为用户提供更加方便和可靠的新能源汽车产品和服务。其次，国际合作可以实现资源共享和经验交流。不同国家和地区在新能源汽车电机技术领域具有不同的专长和经验。通过国际合作，可以促进技术资源的共享和交流，加快技术创新和进步的步伐。各国可以通过合作项目、研究合作和人员交流等形式，共同解决新能源汽车电机技术标准化中的共性问题，提高标准制定的质量和效率。此外，国际合作还可以提高标准的权威性和广泛认可度。通过国际合作，制定的标准将得到更多国家和地区的认可和采纳，具备更高的权威性和可信度。这将有助于降低市场准入壁垒和贸易壁垒，促进新能源汽车电机技术的国际交流与合作。近几年我国新能源汽车电机企业发展迅速，已经占据一定规模市场，跟国外电机企业相比，也具有一定的竞争力。随着竞争力的提升，我国新能源汽车也在国外广受青睐，国际间的合作与交流也日益加深。以比亚迪为代表的国内新能源汽车企业在欧洲、美洲、澳洲市场已经占有一席之地。2023年6月20日，比亚迪、上汽集团、蔚来汽车等30多家中德企业受邀参加在柏林召开的第十一届中德经济技术合作论坛。既加深了行业间的技术交流，也为中德两国今后在新能源汽车领域的紧密合作打下基础。国内外主流新能源汽车电机见表3。

2.2 技术规范和标准的制定

技术规范和标准的制定对于新能源汽车电机技术的标准化起着关键作用。通过制定统一的技术规范和标准，可以确保电机技术在设计、制造和使用过程中达到一定的质量和性能要求。具体来说，技术规范和标准可以为电机技术提供指导和参考，帮助电机制造商和研发机构确保产品的一致性和可靠性。这些规范和标准包括电机的设计原则、材料要求、性能测试方法等，旨在确保电机的安全性、功率密度、效率等方面满足行业要求。制定统一的技术规范和标准可以减少产品差异化，降低制造成本，并提高产品的可靠性和互操作性。其次，技术规范和标准的制定也有助于推动技术创新和进步。通過明确的技术规范，可以促使电机制造商和研发机构不断改进和创新，提高电机的性能和效率。标准的制定需要考虑到技术的发展趋势和前沿，鼓励新技术的引入和应用，推动新能源汽车电机技术的不断升级和改进。此外，技术规范和标准的制定需要考虑国际协调和合作。新能源汽车市场具有全球化的特点，不同国家和地区之间存在差异化的技术要求和标准体系。因此，制定技术规范和标准时需要考虑国际标准化组织的指导和合作，以实现全球范围内的标准一体化，促进新能源汽车电机技术的国际交流与合作[3]。当前新能源汽车电机发展方向已经日渐清晰，永磁同步电机与异步电机相比已经占据大部分市场份额。但两者也都存在着较为明显的短板，永磁同步电机有着体积相对较小，效率高等优点，但也存在着消磁、价格高、功率等级无法做大等问题；异步电机虽然不存在消磁等问题，但也有体积相对大等缺点。另外，在电机绕组线的使用上，随着各大车企对扁铜线的使用，扁铜线的应用率的大幅提升。相比传统圆铜线，扁铜线在线圈绕制率上比圆铜线更高，在电机壳体固定的前提下，绕组可以填充更多线圈，进而提升功率密度。也因为其扁的特性，使得散热面积更大，电机可以承受更高的温度而不发生损坏。

2.3 充电标准的统一

充电标准的统一是新能源汽车电机技术标准化中的重要任务。随着电动汽车的普及和充电设施的不断建设，确立统一的充电标准成为促进充电便利性和互操作性的关键。借助统一的充电标准，全球各国企业制造具有相同接口的充电设备，不同品牌的消费者也可以使用具有相同接口的充电设施，从而降低使用成本，增强用户体验。充电标准的统一也可以促进充电设施的互操作性。充电设施的互操作性是指不同品牌和型号的电动汽车能够在任何充电设施上进行充电。通过统一的充电标准，可以确保充电设施与电动汽车之间的兼容性，使用户可以自由选择不同品牌和型号的电动汽车，并在任何充电设施上进行充电，避免了因为充电接口不兼容而无法进行充电的问题。为了实现充电标准的统一，国际合作和标准化机构的积极参与至关重要。各国政府、电动汽车制造商、充电设施提供商和标准化机构应加强合作，共同制定统一的充电标准和充电接口规范。同时，还需要建立充电设施的互操作性测试和认证机制，确保充电设施符合标准要求，提供安全、可靠的充电服务。近年来各国企业都加强对高压电机平台的研发与应用。目前来说800V被普遍认为是下一代电动车的必经之路。从2019年保时捷率先推出800V车型Taycan，国内外企业都先后推出自己的高压电机平台。究其原因，高压平台可以显著降低高压线束线径，减少发热，降低质量，节约线束成本。电压等级提高至800V，在输出相同功率的情况下，系统所传输的电流就更小，线缆线径和重量就可以降低，能耗更低。近年来，比亚迪、吉利、现代、广汽、小鹏、极狐等陆续发布了搭载800V高电平台的车型[4]。使用高压电机平台企业见表4。

3 总 结

综上所述，新能源汽车电机技术标准化面临着技术多样性和快速发展、安全性和可靠性、充电标准与互操作性等多方面的挑战。为了应对这些挑战，国际合作与协调、技术规范与标准的制定以及充电标准的统一成为关键策略。国际合作促进了标准的一体化和全球互操作性，技术规范和标准的制定为电机技术提供了指导和参考，充电标准的统一提高了充电便利性和互操作性。通过这些对策的实施，可以推动新能源汽车电机技术的发展和标准化进程，提高新能源汽车的安全性、可靠性和充电便利性。

参考文献

[1]江苏超力获批江苏省“新能源汽车热管理系统战略性新兴产业标准化试点”[J].汽车电器，2021（11）：11.

[2]袁博.碳中和目标下新能源汽车技术发展趋势[J].汽车文摘，2022（5）：57-62.

[3]李海晏，林娟颖，王彬彬，等.福建省新能源汽车标准体系构建研究[J].质量技术监督研究，2019（2）：13-18+39.

[4]王磊，虞洁攀.800V高电压平台风口已来，电动车进入全面快充时代[J].汽车与配件，2023（5）：32-33.

作者简介

王凯，本科，工程师，研究方向為电机产品检测。

（责任编辑：袁文静）