根據中汽協(xié)發(fā)布的產銷數(shù)據，2017年我國新能源汽車產銷分別為 79.4 萬輛和 77.7 萬輛，同比增長分別為 53.8% 和 53.3%，產銷量連續(xù)三年位居全球第一。新能源汽車的快速發(fā)展給新能源汽車電機驅動檢測帶來了巨大的發(fā)展機遇，新的春天，驅動電機技術的發(fā)展成為行業(yè)關注的熱點。
1. 電機技術發(fā)展現(xiàn)狀:
目前新能源汽車驅動電機主要分為直流電機、交流電機及輪轂電機等；其中，直流和交流電機又可進一步劃分。目前行業(yè)對交流異步電機、永磁同步電機及開關磁阻電機關注度較高。通過對常見的幾種電機進行比較分析可知（見表 1），永磁同步電機具有效率高、轉速范圍寬、體積小、重量輕、功率密度大、成本低等優(yōu)點，成為純電動乘用車市場的主要驅動電機。
▲ 表1 主要電機性能及參數(shù)比較
從行業(yè)配套來看，新能源汽車車主要使用的是交流感應電機和永磁同步電機。其中，永磁同步電機使用較多，因其轉速區(qū)間和效率都相對較高，但是需要使用昂貴的系統(tǒng)永磁材料釹鐵硼；部分歐美車系采用交流感應電機，主要因為稀土資源匱乏，同時出于降低電機成本考慮，其劣勢主要是轉速區(qū)間小，效率低，需要性能更高的調速器以匹配性能。
隨著新能源汽車市場的迅猛發(fā)展，新能源汽車驅動電機檢測市場空間潛力巨大，吸引了眾多企業(yè)和資本的進入。國內外典型驅動電機企業(yè)的永磁同步電機產品情況如表 2 所示。整體來看，我國驅動電機取得較大進展，已經自主開發(fā)出滿足各類新能源汽車需求的產品，部分主要性能指標已達到相同功率等級的國際先進水平。但是在峰值轉速、功率密度及效率方面與國外仍存在一定的差距
▲ 表2 國內外驅動電機企業(yè)的永磁同步電機參數(shù)比較
在技術指標方面，國內電機與國外電機相比尚存在以下幾方面的差距：
① 峰值轉速
峰值轉速是驅動電機的重要指標，也是目前國內驅動電機較之國外電機差距最為明顯的指標。國內絕大部分永磁同步電機的峰值轉速在 10000 rpm 以下，而國外基本在10000 rpm 以上。
② 功率密度
雖然國內電機在功率方面基本能夠達到國際水平，但是在同功率條件下存在重量劣勢，因此功率密度較之國際水平存在較大差距。目前，國內的永磁同步電機功率密度多處于 1～2 kw/kg 區(qū)間內，與 2020 年 3.5 kw/kg 的目標值存在較大差距。
③ 效率
在電機效率方面，國內電機的最高效率均達到 94%～96%，已達到西門子、Remy 等企業(yè)的水平。但是在高效區(qū)面積方面，如系統(tǒng)效率大于 80% 的區(qū)域占比方面尚存在一定差距。我國電機的高效區(qū)面積占比集中在 70%～75%，而國外電機基本達到 80%。
④ 冷卻方式
電機的冷卻方式已經從自然冷卻逐步發(fā)展為水冷，目前國內電機企業(yè)采用水冷為主，國外先進的電機企業(yè)已經發(fā)展到油冷電機。國內部分電機企業(yè)也研發(fā)出油冷電機，如精進等，使電機的冷卻效率得到進一步提升。
2. 永磁同步電機的發(fā)展瓶頸
當前因純電動乘用車以永磁同步電機為主要技術路線，故如何進一步提升其性能成為行業(yè)重點問題。目前，永磁同步電機面臨以下幾方面的技術難點：
① 功率密度
功率的提升有兩種途徑，一種是提高扭矩，另一種是提高轉速。前者主要問題是過載電流加大，造成發(fā)熱量高，給散熱造成較大壓力；后者是高速時鐵磁損耗大，需采用高性能低飽和硅鋼片，從而使成本提高；或采用復雜的轉子結構，但影響功率密度。
② 材料方面
永磁材料也是制約永磁同步電機性能提升的重要因素，目前常用的永磁材料釹鐵硼主要存在溫度穩(wěn)定性差、不可逆損失和溫度系數(shù)較高以及高溫下磁性能損失嚴重等缺點，從而影響電機性能。
③ 生產工藝
永磁同步電機在生產工藝方面的難點是制約大規(guī)模配套乘用車的重要因素。因為永磁同步電機生產企業(yè)缺乏產業(yè)化的積累，國內企業(yè)生產不良率較高，無法達到乘用車企業(yè)的不良率要求，尤其是隨著純電動乘用車市場規(guī)模的擴大，十萬級的年產量給永磁同步電機帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
3. 輪轂電機的發(fā)展
① 技術現(xiàn)狀
輪轂電機最早于 1900 年由保時捷搭載到純電動汽車上，經過 100 多年的發(fā)展，不僅眾多美系、日系主機廠增加對輪轂電機的開發(fā)，電機公司（如英國 Protean 公司、法國 TM4 公司等）和輪胎企業(yè)（米其林公司、普利司通公司）也開發(fā)出輪轂電機產品。國內方面，萬安科技與英國 Protean 合資、亞太股份與斯洛文尼亞輪轂電機公司合資開發(fā)輪轂電機產品。國內外主要輪轂電機產品及其參數(shù)如表 3 所示。
▲ 表3 國內外主要輪轂電機產品及參數(shù)
② 優(yōu)缺點分析
從整體來看，永磁同步電機在輪轂電機上應用較為廣泛。近年來，國內外的整車及零部件企業(yè)進行了很多輪轂電機驅動純電動和混合動力乘用車的嘗試，經比較可知輪轂電機的優(yōu)缺點如表 4 所示。
▲ 表4 輪轂電機優(yōu)缺點分析
③ 性能提升對策
輪轂電機在性能上面臨的主要問題是簧下質量的提升對舒適性和操控性的影響；與輪轂集成后的散熱問題和制動能量回收問題，以及隨之而來的防震、防水和防塵等。主要提升的技術手段及對策如表 5 所示。
▲ 表5 輪轂電機性能提升對策
④ 發(fā)展前景
不同的行業(yè)主體對輪轂電機的態(tài)度不同造成輪轂電機的發(fā)展前景并不理想。新能源主機廠對輪轂電機以觀望為主，傳統(tǒng)的電機企業(yè)尚未對輪轂電機進行開發(fā)和規(guī)劃，僅靠部分合資的電機企業(yè)對輪轂電機的推進，從而缺乏成熟量產車的支撐，同時輪轂電機的高成本和系統(tǒng)復雜度尚未解決，顯著制約著輪轂電機在新能源乘用車領域的發(fā)展，詳見表 6。
▲ 表6 不同行業(yè)主體對輪轂電機發(fā)展的觀點
4. 未來驅動電機發(fā)展趨勢分析
通過以上分析并結合市場調研可以看出，在未來幾年的新能源汽車電機驅動檢測市場上，永磁同步電機仍將占據主流，交流異步電機的配套將逐年萎縮。隨著輪轂電機技術的逐步成熟和成本的下探，其在純電動乘用車市場的配套量會有一定的增長；而開關磁阻電機受限于體積和噪聲問題，短時間內應用到乘用車的可能性較小。
