发展与创新 ——新能源汽车驱动电机系统发展浅析

　　电驱动系统是将电能转化为机械能,驱动车型运行的动力子系统,本质上在传统工业领域已经应用超过百年,被戏称为新能源汽车中最“传统”的子系统。然而,由于新能源汽车应用的特殊需求,且与底盘系统、控制系统紧密结合,并直接关系到整车安全性与舒适性,因此其技术创新与技术发展路线也是新能源汽车领域最丰富的子系统之一。

　　续航里程是所有新能源汽车最重用的指标,而里程焦虑是现阶段新能源汽车用户挥之不去的烦恼。如果说电池技术的发展对于增加新能源汽车续航里程是“开源”,那么提升新能源汽车驱动系统效率就是主要的“节流”方式之一。由于驱动电机的能效已经达到比较高的水平,例如某国产插电混动的电机效率超过90%的区域占比达到90%以上,因此进一步提升驱动电机的能效都是锱铢必较。现阶段主要通过扁线电机提升槽满率,采用铜转子降低电阻、优化散热、减少震动等措施来进一步提升效率,进而实现更高的能效。同时,特斯拉等车企提出的无稀土(或少稀土)永磁电机的方案,是否能够在降低成本的同时保持较高的性能还有待观察。

　　电驱动的一体化越来越成为市场的主流。最初的电驱动一体化仅仅包括电机、控制器、和减速器(大三电)的一体化总成,现阶段已经有企业推出集成了大三电和小三电(OBC, DCDC, PDU)的六合一系统和进一步集成域控制器DCU的七合一系统。采用一体化系统能够有效提升功率密度,降低系统部件体积,便于整车企业生产装配。但在采用一体化电驱动系统时,需要考虑热管理、电磁兼容性、和系统故障的叠加带来的潜在风险。

　　电驱系统中的另一个创新与发展方向是多电机系统的应用。为了优化整车驱动性能,越来越多的新能源汽车采用双电机或多电机系统,一方面可以进一步提升整车的驾驶性能,优化系统效率。另一方面,多电机系统可以简化机械传统系统并简化底盘布置的难度,有利降低成本和减少故障风险。轮毂电机也是多电机系统的一个发展方向,现阶段已经在商用车和特种车领域有了试验性应用,但在乘用车领域的应用还有很多技术问题有待解决。

　　综合而言,电驱系统虽然其核心技术还是依托于“传统”技术,但其中充满大量的创新点,推动新能源汽车技术不断发展。在驱动电机领域,一方面,感应电机、永磁电机、开关磁阻电机各具优势,适用于不同的应用场景;另一方面,铜转子、无稀土永磁体、扁线电机等各种技术创新不断推出;同时,多电机系统逐步成熟,成为市场主流方案之一;在系统集成领域,电驱动系统和其他相关系统逐步一体化,达到系统性能优化、系统体积小型化、系统重量轻型化的目标。最后,轮毂电机等创新型方案不断推出,为将来新能源汽车的颠覆性创新埋下种子。