江门市地尔汉宇电器股份有限公司
摘要：在新能源汽车驱动电机市场，永磁同步电机和交流感应电机因其性能优势占据主要位置，但在未来的发展上，新型永磁无刷电机市场潜力巨大，其各种新型电机的发展会是未来电机行业的主流。纵然电机行业的发展前景客观，但是在发展中，也出现了各种抑制其发展的客观因素。汽车驱动电机技术研究有利于促进汽车行业的改革换代，有利于国家的可持续发展战略，是未来中国科研的重点攻克难题。
关键词：新能源；汽车；电机；技术
在国家大力倡导电动化进程的政策下，中国新能源汽车驱动电机市场随之高速发展。驱动电机技术迭代升级加速，其中永磁同步电机占据主导地位。
一、新能源汽车电机技术现状
目前，市场上采用的新能源汽车电机主要有四种，分别是直流、交流感应、永磁同步和开关磁阻四种，使用率最高的是永磁同步电机，市场占比约为71%，其次是交流感应电机，市场占比约为27%。
永磁同步电机在性能上有较大优势。它是在电机内利用一个永磁体产生磁场的一种同步发电机。具有功率因素大、密度高、效率高的特点；其结构简单，方便日常维护，且使用寿命长，可靠性高；在调速性能方面也有较好的瞬时调速性，操作起来灵活方便，是目前几种机电中性能较好的一种电机。其技术缺点是弱磁能力差，在振动、高温等恶劣环境中可能产生退磁现象，降低电机性能。
交流感应电机在性能方面稍逊永磁同步电机，其额定功率一般在79-85之间，低于永磁同步电机，运行时必须从电网吸收无功电流来建立磁场，控制较为复杂，易受电机参数及负载变化的影响。交流感应电机环境适应性好，转矩脉动低，即便逆变器损坏而产生短路的情况下，也不会产生反电动势，所以不会出现急刹车的可能性。该类适合使用在高速行驶的汽车中。
开关磁阻电机是最新发展起来的新一代无级调速系统。其工作原理是磁通总要沿磁阻最小的路径闭合。而具有一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时，必使自己的主轴线与磁场的轴线重合。开关磁阻电机是结构最为简单的一种电机，维护修理简单，可靠性高，功率高于交流感应电机；调速范围广，适合电动车的动力性能要求。但是，由于是该类电机是利用定子和转子的拉力来提供动力，过程中导致的震动和噪音是其主要问题。
直流电机是由直流电能与机械能进行能量转换的一种旋转电机。该类电机在性能方面也有较大优势，可以满足汽车对动力源低速高转矩、高速低转矩的要求；可频繁快速启动、制动和反转；调速平滑、无级、精确、方便，调速范围广；抗过载能力强，能够承受频繁的冲击负载；控制方法简单，只需要用电压控制，不需要检测磁极位置。但是，它有一个致命缺陷，在高速或大负荷运行时，换向器表面容易产生电火花，干扰磁场，给车辆运行带来较大安全隐患。故其市场占有率远远低于其他类型电机。
二、新能源汽车电机技术研究方向
1、电机类型方面，新型永磁无刷电机市场潜力巨大
新型永磁无刷电机是目前最有前景的电机之一，也是未来电机类型的技术研究方向。新型永磁无刷电机包括混合励磁型、轮毂型、双定子型、记忆型以及磁性齿轮复合型等，此外非晶电机也开始走进新能源汽车领域。在新能源汽车产业的发展中，新型永磁无刷电机的优越性逐渐凸显，并对新能源汽车的发展起到巨大的推动作用。
（1）混合励磁电机
混合励磁电机是指由两种励磁源共同产生电机主磁场，在保持电机高效的条件下，改变电机的拓扑结构，实现电机主磁场的调节和控制功能，从而改善电机调速、驱动性能或调压特性的一类新型电机。它继承了永磁电机的诸多优点，电励磁电机气隙磁场平滑可调。永磁开关磁阻电机和永磁同步磁阻电机均是这类混合励磁电机。
（2）双定子永磁电机
双定子电机是在现有电机的基础上增加定子的数量，使气隙数量由一层变为多层的一种新型永磁无刷电机转矩的叠加，作用于转子上的电磁转矩随之增加，实现电机整体的转矩密度和功率密度的提高。这种电机具有响应快、动态特性好，结构材料利用率高和驱动灵活等特点。
（3）记忆电机
记忆电机即为磁通可控永磁电机，其特点在于能够在很短的时间内通过施加充磁或者去磁电动势能改变永磁材料本身的磁化程度，在充磁和去磁之后其磁化程度还能被保留住记忆。记忆电机靠一种新的简单高效的弱磁控制技术产生记忆功效，使其具有更宽的调速范围。
（4）磁性齿轮永磁无刷复合电机
磁性齿轮永磁无刷复合电机是一种集成无刷直流驱动电机和共轴磁性齿轮的复合电机。它巧妙地利用了共轴磁性齿轮内转子的中空部分，将电机定子嵌入其中，将轮胎直接铆合在齿轮外转子上，实现了电机、磁性齿轮、轮胎的一体化，能够有效地提高利用空间。
（5）非晶电机
非晶电机是一种利用非晶合金取代传统硅钢片作为铁心材料的高效、节能、无污染的新型电机。非晶电机损耗小、效率性高；体积、质量较小；此外，其能源利用率高，在相同的里程中，电池损耗可以节省30%。非晶电机高效率、高功率密度等优势将成为电机市场下一代的佼佼者。
2、机电耦合技术是未来趋势
在电机技术的研究中，电机耦合技术也将是未来研究发展的方向。目前，中国新能源汽车核心技术中，电机和变速器相互独立，尚未集成为机电耦合传动总成（电机+变速器）。在电动一体化发展的未来，新能源汽车机电耦合传动总成也将是电机研究发展的趋势。
三、新能源汽车电机发展不利因素
1、新能源汽车市场的不成熟，影响电机市场的发展
电机的发展与新能源汽车行业的市场活跃度密不可分。电机技术的提高可以大力促进新能源汽车行业的发展，而新能源汽车行业的不景气，也不利于电机技术的进一步开发。虽然，在国家的大批优惠政策下，新能源汽车市场呈现快速发展之状，但是，其在汽车市场的占比仍处于低下水平。消费者对非燃油汽车的了解不足，接受度较低，且新能源汽车在配套设施方面还不完善，这些客观因素在一定程度上制约着新能源汽车的发展，而作为新能源汽车的三大核心技术之一的驱动电机，其发展自然也相应受到局限。
2、政策扶持力度有待加强
所有新兴产业的崛起，都离不开政府政策的扶持。自“十五”期间的“863”重大科技课题上，中国政府开始关注新能源汽车的发展起，相继出台了多项通知与准则，鼓励新能源汽车行业的发展，但是，尚未形成一个完善的政策体系，特别是针对电机市场的政策规范。
3、经济支持力度不够
科研技术的研发和应用离不开大笔的资金投入，驱动电机的发展靠目前的政府资金投入远远不够。需要引导企业、社会基金注入大量资金作为经济后盾，支持新能源汽车驱动电机核心技术的研发工作。
发展新能源汽车是节能环保的时代要求，其发展前景较大，而作为其核心部件之一的驱动电机技术的提高，将会成为新能源汽车发展的巨大推动力。汽车驱动电机技术研究有利于促进汽车行业的改革换代，有利于国家的可持续发展战略，是未来中国科研项目的重点攻克项目。
参考文献
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