摘要：新能源汽车的核心技术是电机，其作为新能源汽车运行的主要装置，电机生产装配的质量对新能源汽车的性能有着较大影响，因此电机的研发和装配生产技术备受业内关注。本文对新能源汽车电机性能、生产现状及发展趋向进行了分析探讨。
关键词：新能源汽车;电机;发展趋向
随着环保节约型社会的构建，在汽车行业新能源汽车得到了快速的发展和应用，燃料电池汽车、氢能源动力汽车、混合动力汽车、太阳能汽车等不同类型的新能源汽车，用来驱动的发动机都是由电机代替，电机控制器控制着驱动，将电能转化为机械能来驱动汽车行驶。但是这几种类型的新能源汽车电机也有区别，太阳能汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车完全由电机作为驱动装置，混合动力汽车中的电机是作为辅助动力装置的，对汽车的行驶都发挥着极其重要的作用。本文主要分析新能源汽车的电机性能、生产现状及发展趋向，以期对该领域有所借鉴。
1新能源汽车电机分类及性能
1.1新能源汽车电机分类。电机主要包括直流、交流感应、永磁同步和开关磁阻四种类型，新能源汽车电机主要采用后三种形式。开关磁阻电机价格较低，价格具有较高的竞争力，因为其转子中没有高成本的永磁体，功率适中，但其是利用定子和转子的拉力来提供动力的，运行过程中会出现一定的震动和噪音，目前这些问题还没有很好的解决；永磁同步电机内部有包裹永磁体的转子，整体系统功率较大，体积较小，因为其中应用的永磁材料价格成本较高，导致电机造价昂贵，目前正在进行降低永磁体使用成本和提升磁体输出效能的研究，尽管价格高一些，但在当前电动车电机行业中应用最广泛；交流异步电机价格适中，相比永磁同步电机在功率方面优势稍差一些，成本比永磁同步电机低很多，但体积更大一些，受设计构造限制，在电机性能方面还有很多弊端。
1.2新能源汽车电机的性能。新能源汽车电机在调速方面有恒转矩和恒功率区两部分，低速运行时输出的恒定转矩较大，确保汽车的快速启动和运转。当高速运行时输出恒定功率，调速范围较为便捷，较好的路况和高速行驶要求下能高效发挥作用；在新能源汽车运行时为了提升电机的效率与功率，使电机在宽转速与转矩内更加高效，要降低功率损耗，使一次供电行驶里程得到最大提升；同时，新能源汽车电机要保证任何状态下汽车行驶的安全性和抗震性，同时要保证足够大的瞬时功率和过载能力，过载能力通常要达到普通汽车的4-5倍，要满足短时内加速行驶的爬坡需求，达到规定的坡度要求。
2国内新能源汽车电机的发展现状
2.1电机技术发展现状。近几年，国家大力支持新能源汽车的发展，出台了一系列支持新能源发展的优惠政策，也加大了财政补贴力度，新能源汽车得到了迅猛的发展，带动了车用电机的快速发展。科研机构和汽车生产商家都加大了对新能源汽车电机的研究和技术开发，取得了较好的科技发展成果。以永磁同步电机为例，天津大学、沈阳工业大学、江苏省交通科学研究院等一下院校和科研院所，都研制出了较高功率密度的永磁同步电机，全转速全转矩范围有两个高效运行区域，电机与驱动器总体效率以及高速与过载运行范围效率达到了一定水平。比如比亚迪e6采用的永磁电机，额定功率达到75kW、峰值功率达到90kW，最高车速达到为140km/h，综合工况下单次充电续航里程达到了300km。随着电机技术的研究和深入，更高效率和更加先进的电机正在开发和研制。虽然目前我国新能源汽车动力技术发展迅猛，但高端技术的发展距离国际水准还有不小差距，在电机技术提升方面还有很大的空间。
2.2电机技术提升的方向。我国的电机技术经过了20多年的发展，相对已经成熟，但随着新科技、新材料的不断应用，电机技术还有很大的提升和发展空间。一是机芯用钢厚度方面的提升。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电机的定子和转子是由薄电磁钢层叠加构成的，以丰田普锐斯使用的钢层厚度为例，1997年第一代使用的钢层厚度是0.35mm，随后几年降到0.3mm，再到最近两年的0.25mm。从理论上来说，提升薄钢的层数能增加电机的效率，也便于更好的控制电机温度。所以最大程度的降低钢层厚度成为了一个关键问题，特别是对如何控制压铸中的回弹和钢片材料的一致性，从技术上来说比较困难。当前旋锻加工技术的应用，提高了生产效率也降低了生产成本，随着技术的日益成熟将成为主要的一种加工制造方式。二是在绕线密度技术上，电机功率大小一定程度上取决于定子中绕线的量，而定子中绕线量取决于有限空间内铜线绕机芯的圈数。插入器的的应用更加适合高功率的定子加工，被电机行业广泛的采用。三是在线圈类型上主要有方形和圆形两种形式，方形技术空间利用率较高，成为行业批量采用的绕线技术。有的厂家已经开始研发电子绕线技术来提升控制精度和和效率。三是在冷却系统技术上主要包括电机和逆变器两大部分，永磁电机的磁力会随着电机温度的提升有所消弱，所以冷却系统的工作效率一定程度上影响着电机的运行功率。过去电机主流采用的风冷、水冷已经发展到目前的油冷技术，将电机浸入油冷室降温，成为目前技术条件下最高效的一种冷却模式；
逆变器也影响着冷却系统的效率，提升逆变器冷却系统可以提升电机的输出功率。另外，使用碳化硅能有效提升电机的抗热和抗压性，但成本较高，大规模应用还需有待时日。
3新能源汽车电机的发展趋势
3.1新能源汽车电机市场巨大。据中汽协调查数据显示，根据新能源汽车近几年的生产数据预计2020年将达到200万辆，新能源汽车的电机市场还非常广阔。
3.2传统与合资等多种模式共存。新能源汽车的持续升温以及国家油耗法规的限制会加大企业对驱动电机方面的投入，提升集成设计能力和控制能力，稳固和扩大市场份额，多种合作模式将成为发展大势。
3.3制造模式将向批量化方向发展。为适应市场需求，降低生产成本，以后电机生产行业将从单一的产品生产向批量化生产转变，。从2016年起，国家加快新能源汽车补贴退坡速度，促使整车企业降低零部件采购成本。从国外乘用企业需求来看，2020年以后乘用车电驱动系统的目标成本极低，甚至低于目前国内同类在售产品的采购成本。新能源汽车电机企业将必须改变过去多品种小批量的制造模式，向单一产品大批量制造模式转变，进行自动化生产来降低产品的成本，从而提升市场竞争力和市场份额。
4结语
新能源汽车的快速发展，有效的解决了能源与环境问题，成为未来发展的大势所趋，发展前景广阔。但电机技术发展的水平与先进国家相比还有很大差距，比如硅钢、钕铁硼、轴承技术还较为落后，控制器方面的晶圆技术也有不小差距，需要不断的加大科技和研发投入，创新和应用更加先进的生产技术，生产出效率更高、稳定性更好的电机产品，为新能源汽车行业的发展奠定坚实的基础，从而推进汽车行业健康可持续发展。
参考文献
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论文作者:戴兴武
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
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