摘要：在我國14年被稱為新能源汽車的元年，這兩年新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進，每年的新能源汽車市場銷售總量都是成倍增長；伴隨著市場的對新能源汽車的認識和接受，關于新能源汽車的技術也是創(chuàng)新不斷。

從事新能源汽車行業(yè)的人都知道新能源汽車的核心技術是3大電，即電池及其能源管理，電機電控，整車控制，本文就談談高效電機在新能源汽車上的應用。

1. 新能源汽車的驅(qū)動電機分類

目前在新能源商用車，乘用車，專用車上用的驅(qū)動電機有三相異步感應電機，三相永磁同步電機，開關磁阻電機；異步電機在歐美新能源汽車上用的很多，比較典型的是TESLA 跑車用的鑄銅轉子異步電機。永磁同步電機具有控制算法成熟，效果好的優(yōu)點，日系和中國的新能源汽車永磁同步電機用的比較多。開關磁阻電機因為自身固有的噪音和震動問題目前在新能源汽車上用的不多。各種電機的性能比較如下表。

2.異步電機目前在新能源汽車上還在應用，但是鑄鋁轉子的異步電機逐漸被鑄銅轉子或永磁電機取代；鑄銅轉子是以銅為導電基質(zhì)的新型電動機轉子，利用銅優(yōu)異的導電性能和導熱性能，來降低轉子損耗，提高電動機效率。與傳統(tǒng)鋁轉子電動機相比，鑄銅轉子電動機有以下優(yōu)勢：提高效率，降低溫升，較少體積，減輕重量，降低電機成本。通過合理的設計，優(yōu)化電機結構，鑄銅異步電機在新能源汽車上會有很大的應用！

 特斯拉電動跑車上用的鑄銅轉子的異步電機

國內(nèi)的新能源汽車廠家也在嘗試著將鑄銅轉子的高效異步電機用在新能源汽車上；比如物流專用車上用的18KW異步電機，為了提高電機效率，減少損耗，降低發(fā)熱，用新的鑄銅轉子電機在推廣使用。電機圖片如下：

18KW鑄鋁轉子異步電機 

18KW鑄銅轉子異步電機

3.目前在中國新能源汽車上無論是純電動EV，還是混動HEV汽車，主要應用的永磁同步電機。而且是以內(nèi)嵌式永磁電機（IPM）為主，主要是利用IPM永磁同步電機的磁阻轉矩提高轉矩密度和功率密度。永磁磁阻同步電機的優(yōu)勢：功率密度大，電機體積小，電機材料省，效率高可增加電池的續(xù)航里程，還有是這種電機在控制上可以弱磁控制，調(diào)速范圍寬，對電機的逆變器功率要求低。再加上我國擁有豐富的稀土資源和較低的成本優(yōu)勢，很適合新能源電動汽車上應用。

　一般純電動汽車的動力系統(tǒng)由電機和電機控制器組成，如下圖

新能源汽車電機 

電機控制器

永磁同步電機常用的磁路設計如下圖，外面灰色的是定子矽鋼片；紅色和藍色的是稀土磁鋼，插入轉子矽鋼片的槽里面。定子電樞結構根據(jù)電機設計，分為集中式繞組和分布式繞組。在一些新能源汽車上對空間和軸向安裝空間要求高的場合采用集中式繞組的電機，但是電機的散熱要求會高一些。對電機控制性能高一點的電機可采用分布式繞組的定子，但是電機的軸向尺寸會長一些。

集中式繞組永磁同步電機  

分布式繞組永磁同步電機 

新能源汽車對電機的要求，除了高轉矩密度，寬的調(diào)速范圍外，高效是很關鍵的一項指標。一般根據(jù)汽車的常用工況，要求電機在這個轉速和轉矩下能高效運行，將電機的工作點設計在這個區(qū)間。下圖是電機的效率云圖。

永磁電機的效率云圖

由于新能源汽車對電機要求，在基速以上能有好的弱磁控制能力，以提高汽車的高速巡航能力。在電機設計上要求凸極率要高，增加弱磁能力和提高磁阻轉矩分量。下圖是一款應用在乘用車上電機，在不同的電流控制角下的TN曲線，可以看出在基速以上，隨著速度的增加，相應的增加電流控制角，可以使輸出轉矩提高。

不同電流控制角下的電機TN曲線

 總結：目前新能源汽車作為國家的主推的新產(chǎn)業(yè)，發(fā)展是如火如荼；進入這個行業(yè)的公司很多想掌握核心技術。作為新能源汽車動力系統(tǒng)核心部件的高效電機也將隨著行業(yè)的發(fā)展，在材料，結構，工藝上做很大的研究和突破。以實現(xiàn)用戶對新能源汽車的經(jīng)濟性，耐久性的要求！

準備好了么？

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