新能源汽车对电机的要求有哪些

【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）

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一、新能源汽车驱动电机综述

1.驱动电机的定义驱动电机（drive motor）是将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置，该装置也可具备机械能转化成电能的功能。驱动电机系统主要由驱动电机、驱动电机控制器及它们工作必须的辅助装置组合而成，其中电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配而成。

2.主要参数新能源汽车电机核心指标包括：效率、功率密度、转矩密度，其中效率包括最高效率以及高效区。

（1）持续转矩：车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下，规定的SI工作制下的最大、长期工作的转矩。

（2）最高工作转速：相应于电动汽车最高行驶车速的电机转速，车用驱动电机系统在额定电压条件下，在该转速时应能以额定功率运行。

（3）峰值功率车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下，在一定的持续时间内能输出的最大功率。对于纯电动商务车用驱动电机系统，持续时间规定为60s；对于纯电动乘用车和混合动力车用驱动电机系统，持续时间规定为30s。

3.新能源汽车对驱动电机的基本要求

（1）新能源汽车电机要求结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高。

整车布置空间有限，尤其是乘用车，因此对电机系统（电机和控制器）要求结构紧凑，尺寸小。如果要达到上述目的，必须提高电机系统的功率密度和转矩密度。

（2）新能源汽车电机的可靠性要求高。

整车运行环境恶劣，比如整车的振动、电池电压剧烈的波动，这些都是新能源汽车电机面临的恶劣环境。而作为整车，必须考虑到人身安全。因此，以上两个特点使得对新能源汽车可靠性提出更高要求。

（图/文/摄： 问答叫兽）问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019

【太平洋汽车网】新能源汽车电机功率一般70kw，电机的功率，一般指的是它的额定功率，即在额定电压下能够长期正常运转的最大功率，也是指电动机在制造厂所规定的额定情况下运行时，其输出端的机械功率，单位一般为千瓦（kW）。

电动汽车电动机可分为交流电动机、直流电动机、交/直流两用电动机、控制电动机（包括步进、测速、伺服、自整角等）、开关磁阻电动机及信号电动机等多种。适用于电力驱动的电动机可分为直流电动机（将直流电能转换为机械能的电动机）和交流电动机（将交流电能转换为机械能的电动机）两大类。在电动汽车上已应用的和有应用前景的有直流电动机、交流感应（异步）电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。

国标规定电动车电机功率不得大于240W，因此厂家为了规避国标只能在说明书上标小功率，但现在几乎所有电动车电机的功率都大于240W。一般电动车电机功率有350w、450w、500w、最高的800w，很多64v的电动车，大部分是350w。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

新能源电动汽车用电机及其控制器技术条件

1 范围

本标准规定了电动 汽车 用驱动电机及其控制器通用技术条件。

本标准适用于电动 汽车 （EV）和混合动力 汽车 （HEV）用的驱动电机及其控制器。

2 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB 755-200 旋转电机定额和性能

GB/T 2423.17-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法

GB/T 4772.1-1999 旋转电机尺寸和输出功率等级 第1部分：机座号56 400和凸缘号55 1080

GB/T 4942.1-1985 电机外壳防护分级

GB/T 4942.2-1993 低压电器外壳防护等级

GB 10068.2-2000 轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动—振动的测量、评定及限值

GB 10069.3-1988 旋转电机噪声测定方法及限值噪声限值

GB/T 12665-1990 电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求

GB/T 12668-1990 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件

GB 14023-2000 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法

GB 1471l-1993 中小型旋转电机安全通用要求

GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值测量方法

GB/T 18488.2-2001 电动 汽车 用电机及其控制器试验方法

GB/T 2900.25-1994 电工术语 旋转电机

GB/T 2900.26-1995 电工术语 控制电机

GB/T 2900.33-1993 电工术语 电力电子技术

3 定义

本标准除采用GB/T 2900.25、GB/T 2900.26、GB/T 2900.33中的定义外，还增加了下列定义。

3.1 电机控制器 controllers of the electrical machine

控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、它是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成的。

3.2 电机及控制器整体效率 overall efficiency of the electrical machine and controllers

电机转轴的输出功率和控制器的输入功率之比。

4 工作制和定额

4.1 工作制

4.1.1 连续工作制

电机及控制器在恒定负载下运行至热稳定状态。

4.1.2 短时过载的周期工作制

电机及控制器在额定负载下运行时，允许施加周期性过载，过载的倍数及每次过载持续时间、间隔时间以及整个运行时间应在产品标准中规定。

4.1.3 ISO城市工况及市郊工况

具体要求制定参照附录B。电动车KD,新能源商用车出口,纯电动SKD,国产电动卡车KD,电动车出口

4.2 定额

4.2.1 电机的功率等级

电机的功率等级为5.5 kW、7.5kw、11 kW、15 kw、18.5 kW、22 kW、30 kW、37 kW、45 kw、55 kw、75 kW、90 kW、110 kW、132 kW、150 kW、160 kW、185 kW、200 kw及以上，并符合GB/T 4772.1的要求。

4.2.2 控制器输出容量

15 kVA、35 kVA、50 kVA、60 kVA、100 kVA、150 kVA、200 kVA、270 kVA、300 kVA、360 kVA、420 kVA及以上。

附录A推荐了在360 V、200 kW及以下单台电动机与控制器输出容量的匹配关系。

4.3 电源的电压等级

电机及控制器由牵引电源供电，电源的电压等级为120 V、144 V、168 V、192 V、216 V、24O V、264 V、288 V、312 V、336 V、360 V、384 V、408 V。

4.4 电机及控制器整体效率

η=ηc ηm

式中：η——电机及控制器整体效率；

ηc——电机控制器的效率；

ηm——电机的效率。

根据不同功率等级给出具体产品相应的效率。

5 技术条件

5.1 温度

当周围环境温度在-20 +40 时，电机及控制器能长时间连续运行。

5.2 湿度

电机及控制器在相对湿度不超过100％的情况下能正常工作，电机及控制器应在其表面温度低于露点的情况下，即电机及控制器表面产生冷凝也能安全工作。

5.3 盐雾

作为 汽车 电气设备的产品，应具有一定的抗盐雾能力，并能满足GB/T 2423.17中的有关规定。

5.4 定频振动和扫频振动

根据电机及控制器的安装部位，电机及控制器应经受上下、左右、前后三个方向的定频振动试验和上下方向的扫频振动试验。其他方向还需要作扫频振动试验的，应在具体的产品标准中规定。

5.5 控制器壳体机械强度

控制器壳体应能承受30 cm 30 cm的面积上加100 kg重力，而不发生明显的塑性变形。

5.6 防水、防尘

当淋雨、高压水冲洗时，电机及控制器的构造、安装和通风的方式应保证电机及控制器不出现损坏。电机应符合GB/T 4942.1中IP 55等级，控制器应符合GB/T 4942.2中IPX5产品防护等级要求。

5.7 温升限值

电机应采用下级或H级绝缘。采用4.1.2运行条件或4.1.3运行条件和本标准规定的环境条件，

电机应符合GB 755-2000中7.10规定的温升限值，控制器中各部位的温升应符合GB/T 12668-1990中4.3.15的要求。

5.8 电机定子绕组冷态直流电阻

其电阻值在具体产品中规定。

5.9 电机绕组的匝间绝缘

应达到GB 14711-1993中9.2.1的要求。

5.10 电机定子绕组对机壳的绝缘电阻

在冷态时电机定子绕组对机壳的绝缘电阻值应大于20 MΩ。

5.11 耐电压

电机绝缘应具有足够的介电强度，应能承受GB/T 14711-1993中9.1和9.2规定的耐电压试验，无击穿和闪络现象。控制器的各带电电路对地（外壳）和彼此无电连接的电路之间介电强度，应能耐受GB/T 12668-1990中4.3.14所规定的试验电压，持续时间为1 min。电动车KD,新能源商用车出口,纯电动SKD,国产电动卡车KD,电动车出口

5.12 电压波动

电机及控制器必须能在电源电压为120％额定电压值下安全承受最大电流。另外，电机在电源电压降为75％额定电压时，应能在最大电流下运行（不要求连续运行）。

5.13 峰值功率

按产品规定的持续时间，电机的最大输出功率应达到产品的峰值功率值。

5.14 堵转转矩和堵转电流

为保证电动 汽车 在起动时有足够大的起动转矩，要求电机达到产品规定的堵转转矩值，其堵转电流应不大于控制器提供的最大电流值。

5.15 电机空载转速

在额客电压时，电机空载运行，其最高转速值应满足产品最高空载转速的要求。

5.16 噪声

在正常工作条件下，电机及控制器运行所发出的噪声应符合GB 10069.3的噪声限值要求。

5.17 振动

在正常工作条件下，电机的振动应符合GB 10068.2的振动限值要求。

5.18 安全接地检查

电机及控制器中能触及的金属部件与外壳接地点处的电阻应不大于0.1Ω。接地导线须用黄/绿相间的双色线。接地点应有明显的接地标志。

5.19 电机控制器的过载能力

在额定输出电流下连续工作，允许加非周期性过载，过载的倍数和持续时间在产品中规定。

5.20 电机控制器的保护功能

电机控制器应具有过电流、过电压和欠电压的保护功能。

5.21 馈电要求

在电机因惯性旋转或被拖动旋转时，电机运行于发电机状态。电机通过控制器应能给125％额定电压的电压源充电。馈电电流的大小和馈电效率在产品指标中规定。

5.22 最高工作转速

在额定电压时，电机带载运行所能达到的最高转速。带载的大小和最高工作转速值在产品指标中规定。

5.23 转速

电机应能承受1.2倍最高工作转速试验，持续时间为2 min，并能保证其机械不发生有害变形。

5.24 热态绝缘电阻

电机在室温，热态和受潮后都应有足够的绝缘电阻值。在湿热试验后其热态绝缘电阻值应不低于GB/T 12665-1990中4.1.1的规定，控制器中各带电电路之间及带电零部件与导电零部件或接地零部件之间的电气间隙和爬电距离应符合GB/T 126G8.2-2000中4.3.13的规定。控制器的带电电路与地（外壳）之间的绝缘电阻在环境温度为40 和相对湿度为95％时，不小于1 MΩ。

5.25 接触电流

电机及控制器应具有良好的绝缘性能。在正常工作时，其热态接触电流应不大于5 mA。

5.26 电机转矩。转速特性及效率

电机及控制器应达到具体产品要求的转矩。转速特性以及具体产品所提出的效率。

5.27 电磁兼容性

5.27.1 电磁辐射

电机及控制器在运行中所产生的电磁辐射不得超过GB 14023-2000中第4章所规定的辐射干扰允许值。

5.27.2 电磁辐射抗扰性

按GB/T 17619-1998中第4章规定的测量方法和表1规定的抗扰性电平进行试验，电机及控制器在正常使用条件下能正常工作。电动车KD,新能源商用车出口,纯电动SKD,国产电动卡车KD,电动车出口

5.28 耐久性

在额定负载和额定转速的运行条件下，保证电机及其控制器在第一次使用时的无故障工作时间为3000 h。

6 常规检验

每台电机及控制器必须进行以下项目的常规检验。

6.1 电机空载转速

6.2 电机定子绕组的冷态直流电阻值

6.3 电机绕组匝间绝缘

6.4 控制器壳体机械强度

6.5 电机定子绕组对机壳的绝缘电阻

6.6 耐电压

6.7 堵转转矩和堵转电流

6.8 噪声

6.9 电压波动

6.10 电机控制器的过载能力

6.11 电机控制器保护功能

6.12 安全接地检查

7 型式检验

在产品定型、转产、转厂、停产后复产，结构、材料或工艺有重大改变或合同规定等情况下，应进行型式检验，抽试产品样本数量为2台，如有项目不合格，该项目复检的样本数量应当加倍。重检如仍不合格，则应判定为不合格。检验项目如下。

7.1 环境试验

7.1.1 温度、湿度和热态绝缘电阻。

7.1.2 定频振动和扫频振动。

7.1.3 盐雾

7.2 温升

7.2.1 按4.1.2短时过载周期工作制运行。

7.2.2 按4.1.3 ISO城市工况及市郊工况要求运行。

7.3 防水、防尘

7.4 电机转矩一转速特性及效率

7.5 馈电

7.6 最高工作转速

7.7 超速

7.8 振动

7.9 接触电流

7.10 峰值功率

7.11 电磁兼容性

7.12 耐久性

附录A

（提示的附录）

单台电动机与控制器输出容量的匹配关系

附录B

（提示的附录）

城市工况及市郊工况

表 B1 基本城市循环

表 B2 市郊循环

要求具有电动、发电两项功能，按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机。功率转换器按所选电机类型，有DC/DC功率变换器、DC/AC功率变换器等形式，其作用是按所选电动机驱动电流要求，将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。

新能源汽车特点

1、发动机工作状态不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区域内稳定运行，因此，发动机具有良好的经济性和低的排放指标。

2、由于有电池进行驱动功率“调峰”，发动机的功率只需满足汽车在某一速度下稳定运行工况所需的功率，因此可选择功率较小的发动机。

以荣威Ei6为例子，一般电机额定功率为73kW，峰值功率为135kW。

尺寸方面，荣威Ei6长宽高分别为4724/1835/1493mm，轴距为2715mm，并提供 205/55 R16、205/60 R16和215/50 R17三种规格的轮胎。配置方面，新车可选装外后视镜,车门把手,轮辋,车轮盖,玻璃车顶,天窗,高位制动灯,玻璃黑框,格栅以及选装不带前摄像头,不带ACC雷达等。

动力方面，新车驱动电机额定功率为73kW,峰值功率为135kW，最高车速为185km/h，储能装置则采用来自上汽时代的三元锂离子动力电池。同时，新车采用了参数化主动进气系统，在有效减少风阻的同时还能为底盘下方电池组导流、散热。

电动汽车电机功率：

1、如果是老年代步车的话，其最高速度也就是60km、h电机功率也就是6KW左右了。

2、如果是HEV车，45KW左右。

3、如果是较大的PHEV（整备重量2.0吨）这样的电机功率基本维持在90KW左右。

4、这些说的都是额定功率，峰值功率无法简单数字说明。

电动汽车电池分两大类，蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯电动汽车哦啊，包括铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池。

燃料电池专用于燃料电池电动汽车，包括碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC ）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC ）、直接甲醇燃料电池（DMFC ）。

成本纯电动车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，电动机和控制器的成本更低，且纯电动车能量转换效率更高。因电动车的能量来源——电，来自大型发电机组，其效率是小型汽油发动机甚至混合动力发动机所无法比拟的。

纯电动汽车因此使用成本在下降。按比亚迪F3e纯电动车公布的数据，百公里行驶耗电12度，依照0.5元的电价算，百公里使用成本才6元。而其原形车F3汽油车百公里耗油7.6升，按6.2元的油价，成本是46.5元。电动车的使用成本才是传统汽油汽车的八分之一。

（图/文/摄： 问答叫兽）问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019