新能源汽车的驱动电机有哪几种形式

【太平洋汽车网】电机是新能源汽车区别于燃油车的构造之一，是新能源汽车获得前进动力的核心部件，它决定了新能源汽车的负载能力、加速能力、爬坡能力和最高车速，也在一定程度上影响着新能源汽车的整车能耗和续驶里程。

当前，新能源汽车所使用的电机可分为两类，即以特斯拉为代表的交流异步电机和以比亚迪等自主品牌为代表的永磁同步电机。

交流异步电机也叫感应电机，是由定子绕组形成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用，而产生电磁转矩驱动转子旋转的交流电动机。永磁电动机是一种同步电动机，其转子使用永磁体，定子产生电磁转矩来推动转子的磁场围绕轴心线进行旋转，定子和转子的磁场是同步的。

和交流异步电机相比，永磁同步电机具有体积小、效率高、重量轻、可靠性好、工作温升小等优势，所以它在工作时的耗电量比交流异步电机更小，而且有助于新能源汽车实现车辆轻量化，有助于降低车辆能耗，在电池容量以及其它参数相同的情况下，新能源汽车搭载永磁同步电机能获得更长的续驶里程。不过，由于制造永磁同步电机需要用到稀土资源中的钕铁硼作为永磁材料，所以永磁同步电机的成本相对较高。

交流异步电机的优势是成本低，结构简单，维修方便，过载能力更强，比永磁同步电机更加适应各种恶劣的工作环境，也更加不易退磁，更能实现车辆的高性能。

电机的发展目前还是处于一个瓶颈时期，关于永磁同步电机和交流异步电机的比较，其实没有太大的区别。像国产品牌电动车就注重空间，合资品牌特斯拉就更追求动力，所以侧重使用的电机就不一样。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】新能源车用永磁同步电机，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，提倡新能源汽车是为了应对环保和石油危机需要，减少或放弃燃烧传统的汽油或柴油驱动内燃机的现时主流车型。

新能源汽车网中字电机作为新能源汽车的动力来源，其品质决定了新能源汽车可以走多远。目前市场上的新能源汽车所使用的电机主要是两种，永磁同步电机和交流异步电机。

永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流。此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机（generator）用。

永磁同步电机有功率密度高、能量转换效率高（约90%-95%）、能耗较低的优势，但也因加入了永磁体提高了成本，另外永磁体在高温、震动环境下有退磁的风险。

国产的电动车都是基本上使用永磁同步电机，例如北汽新能源、比亚迪和小鹏汽车等。

而交流异步电机，虽然也可以视作为电生磁的原理，但与永磁同步电机不同，它采用线圈+铁芯的设计。通电后磁场出现，并且随着电流的变化，磁场方向和大小也跟着改变。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】新能源汽车电机作用：电能源与混合动力汽车相比，纯电动车使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，结构更简化，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，节省了汽车内部空间、重量。

纯电动汽车：优点新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。在纯电动汽车上体现尤为明显：以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需自动变速箱。相对于自动变速箱，电机结构简单、技术成熟、运行可靠。

纯电动汽车：内燃机传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因；而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩，在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置，操纵方便容易，噪音低。

纯电动汽车：电能源与混合动力汽车相比，纯电动车使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，结构更简化，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，节省了汽车内部空间、重量。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件（电池、电机、电控）之一，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。

选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素，因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】汽车行驶的特点是频繁地启动、加速、减速、停车等，在低速或爬坡时需要高转矩，在高速行驶时需要低转矩。电动机的转速范围应能满足汽车从零到最大行驶速度的要求，即要求电动机具有高的功率密度。

在研发电动汽车电机驱动系统时，测试电机性能在新能源汽车测试项目中，有个叫实际工况模拟实验，这就要求测试系统的系统控制响应性能好，具体的可参考致远电子的电机测试系统。

与常规使用感应电机相比，电动汽车电机无论在性能要求和驱动原理上都有较大区别：

1、电动汽车电机应该具备较大的启动转矩、良好的启动性能和良好的加速性能来满足电动汽车的频繁启停、加减速或爬坡等要求。反映在电机测试上，就是要求电机在进行转速或转矩控制时，响应时间要短；同时在外界负载发生阶跃变化时，电机自身的反映要够快，调整输出的功率和转速；

2、电机汽车电机的恒功率范围应该设计得较为宽广，以满足电动汽车高速行驶时的转矩输出，保证汽车可实现的最高时速；

3、电动汽车电机应该具备较大范围的调速能力，在低速时具有较大的转矩，在高速时具有高功率，能够根据驾驶需要，随时调整电动车的行驶速度和相应的驱动力；

4、电动汽车电机应该具备良好的效率特性，在较宽的转速/转矩范围内，获得最优的效率，提高一次充电后的持续行驶里程，一般要求在典型的驾驶循环区，获得85%~93%的效率；

5、电动汽车电机的外形尺寸要求尽可能小，质量尽可能轻，功率密度最优化；

6、电动汽车电机应该具备良好的可靠性，耐温和耐潮湿性能强，能够在较恶劣的环境下长期工作，运行时噪音低，维修方便；

7、结合电机控制器是否能有效的回收制动产生的能量。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一，是电动汽车的动力来源。驱动电机系统是直接将电能转换为机械能的部分，决定了电动汽车的性能指标。驱动电机系统由驱动电动机（DM）和驱动电机控制器（MCU）构成，通过高低压线束、冷却管路，与整车其他系统作电气和散热连接。

整车控制器根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器驱动电车控制器发送指令，实时调节驱动电机的扭矩输出，以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。

电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测，并把相关信息传递给整车控制器VCU，进而调节水泵和冷却风扇工作，使电机保持在理想温度下工作。

二、汽车驱动电机系统的组成部分：

1、驱动电动机：

（1）永磁同步电机：一种典型的驱动电机，具有效率高、体积小、可靠性高等优点，是动力系统的执行机构，是电能转化为机械能载体。它依靠内置旋转变压器、温度传感器，来提供电机的工作状态信息，并将电机运行状态信息实时发送给MCU。

（2）旋转变压器：检测电机转子位置，经过电机控制器内旋变解码器解码后，电机控制器可获知电机当前转子位置，从而控制相应的IGBT功率管导通，按顺序给定子三个线圈通电，驱动电机旋转。

（3）温度传感器：作用是检测电机绕组温度，并提信息供给MCU，再由MCU通过CAN线传给VCU，进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作，调节电机工作温度。

2、驱动电机控制器：

（1）驱动电机控制器对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态信息通过网络发送给整车控制器。驱动电机控制器内含故障诊断电路，当电机出现异常时，达到一定条件后，它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车控制器，同时也会储存该故障码和相关数据。

（2）驱动电机控制器主要依靠电流传感器、电压传感器和温度传感器来进行电机运行状态的监测，根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。

（3）电流传感器用于检测电机工作实际电流，包括母线电流、三相交流电流。

（4）电压传感器用于检测供给电机控制器工作的实际电压，包括动力电池电压、12V蓄电池电压。

（5）温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度，包括IGBT模块的温度。

三、新能源汽车驱动电机系统的工作过程：

1、D挡加速行驶驾驶员挂D挡并踩加速踏板，此时挡位信息和加速信息通过信号线传递给整车控制器，整车控制器把驾驶员的操作意图传递给驱动电机控制器，再由驱动电机控制器结合旋变传感器信息（转子位置），进而向永磁同步电动机的定子通入三相交流电，三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件（电池、电机、电控）之一，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。

电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶，选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素，因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。

驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。

电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。电机驱动系统主要由电机、控制器（逆变器）构成，驱动电机和电机控制器所占的成本之比约为1：1，根据设计原理与分类方式的不同，电机的具体构造与成本构成也有所差异。电机的控制系统主要起到调节电机运行状态，使其满足整车不同运行要求的目的。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】所谓电机，就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。当电能被转换成机械能时，电机表现出电动机的工作特性；当机械能被转换成电能时，电机表现出发电机的工作特性。大部分电动汽车在刹车制动的状态下，机械能将被转化成电能，通过发电机来给电池回馈充电。

展开全文近年来，伴随着行业的发展，新能源汽车逐渐被广泛使用，各大厂商也推出了自家的明星产品。电机作为电动汽车最重要的部件之一，各大厂商纷纷选择合宜的电机，运用在自家的产品上。而到底不同的电机有什么差别？又各自被运用到哪些车型上去了？

电动机的发展状态及分类电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。最早应用于电动汽车的是直流电机，这种电机的特点是控制性能好、成本低。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展，异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机表现出比直流电机更加优越的性能，这些类型的电机正在逐步取代直流电机。

下表是电动汽车常用的四种驱动电机性能比较：

★直流电动机优点：成本低、易控制、调速性能良好缺点：结构复杂、转速低、体积大、维护频繁特性：在电动汽车发展早期，直流电机被作为驱动电机广泛应用，但是由于其结构复杂，导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制，长时间工作会产生损耗，增加维护成本。

此外，电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热，会造成高频电磁干扰，影响整车其他电器性能。因此，目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。

应用代表车型：早期部分车型：

■小结：基本上处于淘汰阶段，应用车型都是早期上市车型。

★永磁同步电机优点：效率高、结构简单、体积小、重量轻缺点：成本较高、高温下磁性衰退特性：所谓永磁，是指在制造电机转子时加入永磁体，使电机的性能得到进一步提升。而所谓同步，则指的是转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此，通过控制电机的定子绕组输入电流频率，电动汽车的车速将最终被控制。

与其他类型的电机相比较，永磁同步电机最大优点就是具有较高的功率密度与转矩密度，说白了，就是相比于其他种类的电机，在相同质量与体积下，永磁同步电机能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速度。这也是在对空间与自重要求极高的新能源汽车行业，永磁同步电机成为首选的主要原因。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

【太平洋汽车网】驱动电机有集中式、轮边式和轮毂式三种形式，目前都为永磁同步电机技术，区别只是电机安装在车辆的位置不同而已。

1、集中式驱动电机：集中式驱动电机与传统车桥最为相似，在驱动车轮时候必须要通过过渡零部件，如减速器、传动轴等。目前大多数低速电动车基本是此类结构，主要是此类结构最为简单低廉。而这些低速电动车还有个问题是普遍省略了变速器。这就带来了一个问题，那就是起步或爬坡时候的低扭不足；再就是体积相对较大，传动效率不高等缺点。

因此有不少车型干脆采用双驱动电机的方式以弥补动力不足的问题，这也是新能源汽车中四驱的比例远比传统车高的原因，同时也解释了为什么很多那些互联网造车的首发车型为何大多是SUV的原因。

目前市场的主流是集中式驱动电机+传统车桥，这是因为其结构特点，传统车桥只要稍加改装就可以匹配，因此可以减少非常大的研发。

2、轮边式驱动电机：轮边式结构至少需要两台驱动电机，当然也可能更多。两个驱动电机布置在车桥的两侧，通过侧减速器和轮边减速器实现减速增扭来驱动单个车轮。轮边电机可以需要驱动轴，也可以不需要，这是它与集中式驱动电机不同的地方。

但相对集中式来说，轮边式对整车底盘布置的意义重大，尤其是在后轴驱动的情况下，传统轿车由于要通过一根长长的传动轴将前方变速器的动力传递到后轮，会因为车身和车轮间的变形运动产生非常多的影响，但轮边驱动电机则可以直接装在车轮边上，因此无需考虑太多的抗扭变形等因素，因此也就可以将底盘做得非常平坦，车身也可以更富有变化。

3、轮毂式驱动电机：简单说，轮毂电机就是将所有东西一股脑的装在轮毂中，如驱动电机、减速器等在轮毂内部直接驱动车轮，其实这是目前最为常见的驱动形式，基本上家家都有的电瓶车后驱动轮都是这种结构。其最大的优点就是结构小巧，省去了差速器、半轴以及变数装置。同时因为少了这些结构的机械损失，相应提高了传动效率。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）