【中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】 目前市場(chǎng)上的各種純電和混動(dòng)新能源汽車，永磁同步電機(jī)占多數(shù)，感應(yīng)電機(jī)占一小部分，這兩種電機(jī)基本就是電動(dòng)乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的全部了。

1.1交流感應(yīng)電機(jī)

相比永磁同步電機(jī)，交流感應(yīng)電機(jī)體積較大，但是價(jià)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(jī)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(dòng)汽車，比如特斯拉ModelS和蔚來ES8，都采用感應(yīng)電機(jī)。

1.2永磁同步電機(jī)

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

網(wǎng)上說中國(guó)富含稀土礦所以中國(guó)的電動(dòng)汽車選用帶永磁體的同步電機(jī)，我認(rèn)為有牽強(qiáng)附會(huì)之嫌：難道各種民營(yíng)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(guó)家戰(zhàn)略安全作為出發(fā)點(diǎn)？

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

1.3開關(guān)磁阻電機(jī)

開關(guān)詞組電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、維護(hù)方便甚至免維護(hù)，起動(dòng)及低速時(shí)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(cuò)能力。

開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)低速運(yùn)行性能，所以傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲與震動(dòng)比一般電機(jī)大。

開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都非常明顯，對(duì)于家用車領(lǐng)域，像脈動(dòng)引起的噪音與震動(dòng)確實(shí)是難以控制和非常影響用戶體驗(yàn)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(guó)內(nèi)很多電動(dòng)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(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)則適用于大型商用車。

02

新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1電工鋼片

驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子所用的無取向電工鋼片，磁性能決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和效率，鐵損越低電機(jī)效率越高，磁感增大電機(jī)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(qiáng)度和最大轉(zhuǎn)速。

新能源電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電工鋼片的要求：

1.電機(jī)需要提供高扭矩用于啟動(dòng)，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(jī)效率一般85%～93%，要提高能源轉(zhuǎn)換效率，要求電機(jī)所用電工鋼片具有優(yōu)秀的磁性能，即中低磁場(chǎng)下的高磁感和高頻下的低鐵損

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

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

總體上定子中繞線的量是決定電機(jī)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(jī)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(shì)。

2.3線圈的設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)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(dá)到了60%。在傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)中，使用薄的圓形線圈，占積率一般只能達(dá)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(huì)增大。通常通過增大定子的槽寬度或減小每個(gè)線圈的厚度來減小過電流損耗。

為了實(shí)現(xiàn)小型化，本田同時(shí)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(rèn)為線圈末端部分“對(duì)電機(jī)工作沒有貢獻(xiàn)”。

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(duì)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(dòng)化。由此實(shí)現(xiàn)高效率大批量生產(chǎn)，成本也能降低。

2.4冷卻

電動(dòng)機(jī)主要冷卻方式有自然冷卻、風(fēng)冷和水冷。電機(jī)冷卻系統(tǒng)處于較低溫度時(shí)，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(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與控制器的冷卻系統(tǒng)主要依靠冷卻水泵帶動(dòng)冷卻液在冷卻管道中循環(huán)流動(dòng)，通過在散熱器的熱交換等物理過程，冷卻液帶走電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)在工作時(shí)，總是有一部分損耗轉(zhuǎn)變成熱量，它必須通過電動(dòng)機(jī)外殼和周圍介質(zhì)不斷將熱量散發(fā)出去，這個(gè)散發(fā)熱量的過程，我們就稱為冷卻。

03

新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)小型化、輕量化趨勢(shì)

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

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

機(jī)電一體化活躍的原因在于可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型輕量化以及降低成本，提高效率。如果是電機(jī)與逆變器一體，逆變器配置在電機(jī)旁邊，連接電機(jī)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(rùn)滑油和電機(jī)的冷卻油就可以共用，精簡(jiǎn)了冷卻機(jī)構(gòu)，可以輕松實(shí)現(xiàn)小型化。

機(jī)械零件具備優(yōu)勢(shì)的廠商則是將減速器作為了強(qiáng)項(xiàng)。例如，舍弗勒(Schaeffler)公司，在三位一體的驅(qū)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)相比，能夠在利用高速旋轉(zhuǎn)的小型電動(dòng)機(jī)的情況下獲得相同的扭矩，也就實(shí)現(xiàn)了小型化。

04

新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)供應(yīng)商配套趨勢(shì)

從市場(chǎng)份額情況看，豐田集團(tuán)在2016年的數(shù)據(jù)中遙遙領(lǐng)先(集團(tuán)主要生產(chǎn)電機(jī)的公司包括電裝公司和愛信精機(jī))，本田集團(tuán)位居第二，而同時(shí)這兩大集團(tuán)也都在混動(dòng)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(tái)灣電機(jī)制造商富田電機(jī)。

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(jià)比；然而到了行業(yè)發(fā)展中后期，由于整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)充，同時(shí)產(chǎn)品更新?lián)Q代速度不需要像初期那樣快，此時(shí)第三方供應(yīng)商以整個(gè)市場(chǎng)為客戶對(duì)象的規(guī)模效應(yīng)便體現(xiàn)出來。

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

電機(jī)行業(yè)在長(zhǎng)期發(fā)展過程中，第三方供應(yīng)商崛起將是大勢(shì)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(qiáng)(豐田、本田、日產(chǎn))都傾向于自供電機(jī)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)。