一、驅動電機介紹

1.1 驅動電機的構成與分類

驅動電機系統(tǒng)是新能源車三大核心部件之一。電機驅動控制系統(tǒng)是新能源汽車車輛行使中的主要執(zhí)行結構，其驅動特性決定了汽車行駛的核心性能指標，是電動汽車的重要部件。

電動汽車的整個驅動系統(tǒng)包括電動機驅動系統(tǒng)與其機械傳動機構兩個部分，電機驅動系統(tǒng)主要由電動機、功率轉換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構成。驅動電 機主要由定子、轉子、軸承、接線盒、風葉、機座等零部件裝配組成，是新能源汽車的 動力來源，其性能決定了爬坡能力、加速能力及最高車速等汽車行駛的主要性能指標。

電動汽車用電機主要有直流有刷電機、交流異步電機、永磁同步電機、開關磁阻電機等，其核心部件是定子和轉子。定子的主要作用是產生磁場，在電機運行時靜止不動；轉子的主要作用是產生電磁轉矩和感應電動勢，在電機運行時轉動。

直流有刷電機由定子、轉子與其他結構件構成。定子部分主要由主磁極、機座、換向極、 電刷裝置等組成，其中機座上裝有主磁極，兩端有端蓋和軸承起支撐作用，1kW 以上 的大直流電機還有換向極，用于減少電樞對主磁場的削弱作用。轉子部分包括電樞鐵芯、 電樞繞組、換向器等，安裝于電機主軸上，主軸兩端還裝有風扇和換向器，其中換向器 配合電刷裝置使得直流電機得以持續(xù)轉動。

交流異步電機主要由靜止的定子和旋轉的轉子兩大部分組成，主要包含定轉子鐵芯、繞 組、機殼、端蓋、端環(huán)、軸、軸承、風扇風罩、接線盒、以及固定用的螺栓螺母等結構件。

永磁同步電機的定子部分由電樞鐵芯和電樞繞組構成；轉子部分主要由永磁體、轉子鐵 芯和轉軸等構成。永磁電機與異步電機最大的區(qū)別在于轉子，永磁電機轉子是永磁體， 含有磁源，永磁體貼在轉子表面或者鑲嵌在鐵芯內部。為了保護永磁體，在轉子兩端加 設護板。同時，對于汽車用驅動電機，一般還有檢測轉子位置和速度的裝置，電機通常 由直流經過電機控制器來完成激勵輸入。

開關磁阻電機由雙凸極的定子和轉子組成，其定子、轉子的凸極均由普通的硅鋼片疊壓 而成。定子極上有集中繞組，把沿徑向相對的兩個繞組串聯(lián)成一個兩級磁極，稱為“一 相”；轉子既無繞組又無永磁體，僅由硅鋼片疊成。

1.2 驅動電機行業(yè)呈現(xiàn)四大發(fā)展趨勢

高壓化——車企加快推出 800V 平臺。隨著用戶需求升級，未來電動汽車 400V 電壓平 臺將難以滿足人們對汽車性能的要求。2019 年，保時捷率先在全球推出 800V 高壓電 氣架構，旗下首款純電動跑車 Taycan 采用 800V 直流快充系統(tǒng)并支持 350kW 大功率快 充。其后，通用、現(xiàn)代、戴姆勒、Lucid 等已陸續(xù)發(fā)布 800V 架構規(guī)劃。

部分車企已于 2021 上海車展上推出 800V 高電壓平臺的產品。進口品牌方面，起亞 EV6 全系車型支持 400V 和 800V 充電；現(xiàn)代 IonIQ 5 推出最新 800V 高電壓平臺。自主品 牌方面，吉利浩瀚架構下首款車型極氪 001，采用 800V 高壓系統(tǒng)，配裝 4.35V 高壓 Ni55 體系的三元電池，支持最高 360kW 超級快充；東風旗下嵐圖汽車宣布研發(fā)基于超 高壓平臺的超級快充技術。

800V 高壓平臺具有充電快、降低退磁風險、減小體積、降低熱損耗等優(yōu)勢。整車選擇 高壓架構是實現(xiàn)超級快充的必經之路，800V 左右的高壓在當前可支撐實現(xiàn) 2C 快充。

另外對汽車來說，一方面，永磁同步電機在工作時會產生大量的熱，當溫度超過 180℃ 時，電機會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，影響工作效率甚至造成產品損壞；提高平臺電壓，相同功率 下電流減小，在電阻不變的情況下，電機產生的熱量相應減小，從而可以降低退磁風險。 另一方面，平臺電壓升高，高壓線束的線徑變小，可以減小體積，提高電池容量和功率。 此外，電氣平臺提升到 800V，電控系統(tǒng)經重新設計，熱損耗有望降低 60％。

高轉速化——近年來，新能源汽車最高轉速上升趨勢明顯。30 萬以上的高端車型中， 最高轉速已普遍在 12000 轉以上，其中特斯拉 Model 3 的最高轉速達到 18000 轉。受 益于最高轉速的提升，純電動車最高車速近年來也有所提升，最高車速逐步向 150km/h 以上靠攏，到 2020 年已有超過 30%的車型最高車速達到 140km/h 以上。