新能源汽车驱动电机技术发展-电机及冷却方式
电动汽车电驱系统分类、技术趋势和主流电驱系统介绍
4、电驱动系统的结构形式
（6）外转子电动轮驱动系统
a.采用低速外转子电动机，可完全去掉变速装置。 b.电动机外转子直接安装在车轮轮缘上，电动机转速和车轮转速相等，车轮转速和车速控制完全取决于电动 机的转速控制。 c.低速外转子电动机结构简单，无需齿轮变速传动机构，但其体积大、质量大、成本高。
5、驱动电动机的选择及功率匹配
（1）同步电动机：转子转速与定子旋转磁场的转速 相等。又分为绕线式和永磁式。 （2）异步电动机：转子转速不等于定子旋转磁场的 转速。 优点：结构简单，价格便宜，运行可靠，维护方便， 效率较高。 缺点：功率因数低。 电动汽车用交流异步电动机具有以下特点： （ 1 ）高速低转矩时运转效率高。（ 2 ）低速时有高 转矩，并有宽泛的速度范围。（3）易实现转速超过 10000r/min的高速旋转。（4）小型轻量化。（5） 高可靠性。（ 6 ）制造成本低。（ 7 ）控制装置的简 单化。
7、交流电动机分为：
异步电动机的特点：成本低，可靠性高，广泛应用于大型高速电动汽车中。三相鼠笼式异步电动机功率容量覆盖 面很大，冷却自由度高，环境适应性好，可再生制动，效率高，重量轻。 电动机在10000r/m以上高速运转时，采用一级齿轮减速。 汽车驱动电动机需用新方法设计。 冷却方式：风冷，水冷 异步电动机是多变量系统，电压、电流、频率、磁通、转速相互影响。 异步电动机的调速控制：矢量控制，直接转矩控制，转速控制，变频恒压控制，自适应控制，效率优化控制等。 永磁电动机的分类 根据输入电动机接线端的电流种类可分为： （1）永磁直流电动机 （2）永磁交流电动机（永磁无刷电动机，没有电刷、滑环或换向器） 根据输入电动机接线端的交流波形永磁无刷电动机可分为： （1）永磁同步电动机 （2）永磁无刷直流电动机
新能源汽车驱动电机：已知、未知、想知的都在这里
新能源汽车驱动电机：已知、未知、想知的都在这里新能源汽车包括混合动力汽车和纯电动汽车。
其中，我认为纯电动汽车将是新能源汽车的主要方向和潮流，纯电动汽车技术研发也要比混合动力汽车更为复杂。
今天我一般都是把新能源汽车默认为纯电动汽车。
现在随着纯电动汽车的大力普及，纯电动汽车市场十分火爆。
在关注市场的同时，纯电动汽车的安全性、未来技术发展路线等有越来越受到关注。
大家都在谈新能源汽车，很多终端用户也在购买新能源汽车，但是，真正懂得纯电动汽车的人不多。
小编为大家搜罗多方资料，今天为大家好好讲一下电动汽车电机的知识，让我们一起探讨下高科技的汽车心脏！献丑了！————————★————————欢迎拍砖，欢迎交流。
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文章有点长，耐心读完肯定会有收藏。
————————★————————电动机位置示意图电动汽车驱动电机的地位电控系统是电动车的大脑，指挥着电动汽车的电子器件的运行。
电池是电动车的血液，提供源源不断的电力。
那么，驱动电机就是电动车的心脏，提供“全身”动力，把电能转化为动能，驱动电动车运行，决定着电动汽车的性能。
如果没有了驱动电机总成，那么电动车就等于报废了，有再多能量也动不了。
电动汽车驱动电机的产业化转型电动汽车出现由研发向产业化转型的迹象，骨干汽车企业和动力蓄电池、驱动电机、控制器等核心部件生产企业在几年的推广、示范工作中发展壮大，推出了一系列满足性能要求的产品。
但是作为共性关键技术的驱动电机、电池等关键零部件技术，其可靠性、成本、耐久性等主要指标尚不能满足电动汽车发展的需求，成为电动汽车发展的主要制约因素。
电动汽车驱动电机控制形式目前，电动汽车驱动电机根据控制方式可以分为三种：中央直驱电动机、轮边电动机、轮毂电动机。
中央直驱电机说的简单点就是单电机放置位置居中，并且同时负责两个轮子驱动的布置方式。
（说错了请更正，谢谢。
）轮边电机所谓轮边电机是电机装在车轮边上以单独驱动该车轮，轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里，定子固定在轮胎上，转子固定在车轴上而不是将动力通过传动轴的形式传递到车轮。
新能源汽车汽车驱动电机介绍
整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应并反馈，实时 调整驱动电机输出，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。 电机控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障检测，保护驱动电机系统 和整车安全可靠运行。
.4.
C33DB 驱动电机系统技术指标参数
9～16V
标称容量 重量
防护等级
85kVA 9kg IP67
.5.
第二章 驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电动机采用永磁同步电机（PMSM）
具有效率高、体积小、重量轻及可靠性高等优点；是动力系统的重要执行机构， 是电能与机械能转化的部件，且自身的运行状态等信息可以被采集到驱动电机控制器。 依靠内置传感器来提供电机的工作信息，这些传感器包括： ü 旋转变压器：用以检测电机转子位置，控制器解码后可以获知电机转速； ü 温度传感器：用以检测电机的绕组温度，控制器可以保护电机避免过热。
.22.
检修——驱动电机高压接口定义
高压连接器
.23.
检修——C33DB（大洋/大郡）
交流高压接口
C33DB（大洋） 直流高压接口
C30/33DB（大郡）
建议检修时先确认插件是否连接到位。
.24.
电机控制器（MCU）
.25.
第三章 驱动电机系统控制策略简介
控制策略
基于STATE机制的驱动电机系统上下电控制策略:基于整车STATE机制上下电策略要求，约束 了该机制下MCU在整车上下电过程各STATE中应该执行的动作、需要实现逻辑功能、允许及禁止 的诊断等。
1
12
13
23
24
35
建议检修时先确认插件是否连接到位，是否有“退针”现象。
新能源汽车电驱动系统关键技术及其发展趋势
80AUTO TIMENEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车新能源汽车电驱动系统关键技术及其发展趋势1 引言随着经济与科技的发展，我国汽车销量连年攀升。
燃油汽车的增多加重了环境污染和能源消耗问题。
为解决尾气排放和石油资源依赖等问题，国家大力发展新能源汽车。
新能源汽车企业发展迅速，逐渐形成了比亚迪、蔚来、小鹏汽车、理想汽车等品牌。
随着越来越多的企业进入，市场竞争日益激烈，相关企业只有降低生产成本，提高整车性能才能在大环境中获得一席之地。
作为制约新能源汽车发展的关键部件之一的电驱动系统，因其生产成本占整车生产成本的比例高，且直接影响整车性能，成为业内研究的重点。
本文对新能源汽车电驱动系统关键技术及发展趋势作了分析，有利于个人和相关企业更好地了解电驱动系统。
2 新能源汽车电驱动系统现状2.1 电驱动系统的组成、作用及工作原理新能源汽车电驱动系统是新能源汽车的关键部件[1]，包括：驱动电机、驱动电机控制器、变速器；能够适应高温、高湿、振动的复杂工作环境，提供电力转换的同时实现对驱动电机的控制，最终通过精密机械零部件对外传输动力。
对新能源汽车整车使用性能的动力性、操纵稳定性、舒适性、经济性及安全性等性能指标有较大影响。
新能源汽车电驱动系统的工作原理是把动力电池的电能转变为驱动车轮的机械能。
具体是电机控制器通过半导体功率器件的逆变作用把动力电池的直流电转化为交流电，输入到电机三相输入端，控制电机工作状态，使其按需求的方向、转速、转矩工作。
电机转动带动减速器减速、增加输出转矩，从而驱动车轮转动，实现了从电能到机械能的转变。
2.2 市场规模近几年新能源汽车销量逐年攀升，尤其是在2020年至2022年，销量更是呈爆发式曲亚飞 毛红生河南科技职业大学 河南省周口市 466000摘 要： 近年来，新能源汽车市场竞争愈发激烈。
电驱动系统关乎整车的制造成本，影响整车性能。
因此，新能源汽车电驱动系统成为业内研究热点。
新能源汽车冷却系统方案探究
新能源汽车冷却系统方案探究摘要：当前全球都面临着能源紧缺问题，随着石油的存储量不断减少，这样的情况会越来越严峻。
随着人类生存环境的不断恶化，如何解决环境污染，降低能源消耗，受到了广泛地关注，而新能源的汽车的出现，在一定程度上解决了这一问题。
关键词：新能源；冷却系统；研究随着环境的不断恶化，人们越来越重视环保问题了，所以非常地重视新能源的发展，尤其在当前能源紧缺的情况下，而新能源的出现，很大程度地解决了能源和环保问题，所以世界各国也非常地重视新能源的开发问题。
我国在新能源领域中，也取得了一定成绩，目前新能源已经逐渐地走入了人们的生活。
而新能源汽车，由于具有绿色、节能、环保、低噪音等特点，引起了人们的关注。
随着新能源技术的发展，新能源汽车进入到了快速的发展阶段。
虽然当前还存在着充电和安全等方面的问题，但是随着石油含量的不断减少，以及大气的污染的不断研究，积极地开发新能源汽车，已经是汽车行业未来发展的必然趋势。
1新能源汽车新能源汽车是一个全新的概念，主要是指除了汽油和柴油发动机外，使用其它能源的车辆。
新能源汽车，主要有以下几种形式。
第一，是使用燃料电池的电动汽车。
第二，是使用纯电动的汽车。
第三，是使用油电混合型的动力汽车。
第四，是使用氢发动机的汽车。
第五，是使用太阳能的汽车。
当前的汽车市场中，存在着许多类型的汽车，但是纯电动的汽车，显然是新能源汽车的关注焦点。
而油电混合动力的汽车，因为燃料是电池，所有这种汽车也占有了较大的市场份额。
随着科技的不断发展和进步，许多汽车厂家的技术，也在不断提高。
不仅提高了新能源汽车的续航里程，也解决了电池和充电问题，很大程度地延长了充电时间，也加强了电池的回收和再利用，并且还提高了电池性能，提高了电池的安全性和成分，通过这些技术的不断发展更新，新能源汽车已经成为，未来汽车的发展重点。
许多企业也在加强了基础建设，加大了研发和投入力度，这对于新能源汽车的快速发展，起到了积极推动作用。
新能源驱动电机课件ppt
高效能
提高电机的效率，降低能耗，是未来发展的主要方向。
轻量化
减轻电机重量，使其更适应电动汽车等移动设备的需要。
智能化
结合先进的控制算法，实现电机的智能化控制，提高其性 能和稳定性。
技术创新点
材料创新
新型材料如碳纤维、稀土永磁体的应用，可以提高电机的性能。
பைடு நூலகம்设计创新
优化电机结构设计，降低制造成本，提高生产效率。
集成化
电机与电力电子、控制系统的集成化程度越来越高，实现更高效 、紧凑的解决方案。
智能化
利用人工智能和大数据技术优化电机性能，实现预测性维护和智 能控制。
政策环境分析
1 2 3
政府支持
各国政府对新能源汽车产业给予政策支持，如补 贴、税收优惠等，促进新能源驱动电机市场的快 速发展。
排放法规
日益严格的排放法规推动汽车制造商加快新能源 汽车的研发和推广，对新能源驱动电机市场产生 积极影响。
分类
根据能源类型，新能源驱动电机 可分为直流电机、交流电机、永 磁同步电机、开关磁阻电机等。
工作原理与特性
工作原理
新能源驱动电机基于电磁感应原理， 通过磁场和电流的作用力产生旋转力 矩，从而驱动车辆或设备运动。
特性
高效、节能、环保、高扭矩、高可靠 性等。
新能源驱动电机的应用场景
新能源汽车
电动自行车
集成化设计
实现电机与其他动力系统的集 成化设计，提高整体效率。
成本问题
降低制造成本
通过优化生产工艺和降低材料成本，降低新 能源驱动电机的制造成本。
维护成本
提高电机的可靠性和耐久性，降低后期的维 护成本。
研发成本
加大研发投入，推动新能源驱动电机的技术 进步和产品升级。
新能源汽车用电机驱动系统关键技术的研究
新能源汽车用电机驱动系统关键技术的研究随着环保意识的不断提高和对传统燃油车排放污染的担忧，新能源汽车如今正在成为汽车市场的焦点。
作为新能源汽车的核心部分，电机驱动系统在实现汽车电动化和提高整车性能方面发挥着关键作用。
本文将重点介绍新能源汽车电机驱动系统的关键技术研究，并探讨其在推动汽车科技发展和实现可持续发展目标方面的潜力。
1.电机选择和匹配技术电机是新能源汽车的核心动力装置，其选择和匹配技术对整车性能至关重要。
需要根据车型和使用需求选择适合的电机类型，例如永磁同步电机、感应电机等。
然后，通过合理的电机参数匹配，如功率、转速范围和效率等，以保证车辆在不同工况下都能有良好的动力输出和能耗控制。
2.高效控制策略高效的电机控制策略是实现新能源汽车高性能和低能耗的关键。
通过先进的控制算法，可以实现电机的高效运行和优化能量利用。
例如，采用矢量控制算法可以实时调节电机的相位电流，提高功率输出效率。
另外，采用智能化的能量管理系统，可以根据车辆的行驶状态和用户需求，实现最佳功率分配和能量回收。
3.热管理技术电机在长时间高功率输出工况下容易过热，因此热管理技术对电机性能和寿命的影响不可忽视。
新能源汽车电机驱动系统需要采用高效的冷却系统，如液冷或气冷技术，以保持电机温度在安全范围内。
还可以通过优化电机结构和材料，提高电机的散热性能，增强其抗高温性能。
4.能量回收技术能量回收技术是新能源汽车的一项重要特性。
通过在制动过程中将动能转化为电能存储起来，再利用其供给电机使用，可以大幅提高车辆的能量利用率和续航里程。
其中，采用再生制动系统和电动辅助系统，如电池管理系统和电压稳定器等，可以有效实现能量的回收和再利用。
5.电机系统可靠性和安全性在新能源汽车的电机驱动系统中，可靠性和安全性是必不可少的关键技术。
为了确保电机系统的可靠运行，需要采用高质量的电机和电子元件，并进行严格的质量控制和可靠性测试。
也需要加强电机系统的安全保护措施，如过电流保护、过温保护和短路保护等，以防止电机故障引发火灾或其他安全事故。
新能源电动汽车的电机技术与控制
维护与保养
建立完善的维护和保养体系，定 期对电机控制系统进行检查和保 养，确保系统的稳定性和可靠性 。
电机控制系统的智能化与网络化
01
02
03
智能化控制
利用先进的算法和传感器 技术，实现电机控制系统 的智能化，提高系统的响 应速度和稳定性。
网络化协同控制
通过车载网络和云平台， 实现多个电机控制系统之 间的协同控制，提高整车 的性能和安全性。
关磁阻电机技术
开关磁阻电机技术是一种新型的电机 技术，具有结构简单、可靠性高、容 错能力强等优点。
开关磁阻电机通过改变相绕组的电流 方向和大小来改变磁场方向和大小， 从而实现旋转。控制方式包括角度控 制和电流斩波控制。
03 新能源电动汽车电机控制系统
电机控制系统组成与功能
电机控制器
负责接收来自车辆控制器的指令，根据指令输出相应的控制信号，驱 动电机运行。
人机交互
利用人机交互技术，使驾 驶员能够更加方便地控制 电机系统，提高驾驶的舒 适性和安全性。
05 新能源电动汽车电机技术的未来展望
高性能电机的研发与应用
总结词
随着新能源电动汽车技术的不断发展，高性能电机的研发与应用成为未来的重 要趋势。
详细描述
高性能电机具有更高的功率密度、更低的能耗和更长的使用寿命，能够提高新 能源电动汽车的效率和性能。未来，高性能电机将广泛应用于新能源公交车、 出租车、物流车等商用车领域，以及家用轿车领域。
新能源电动汽车的电机技术与控制
• 新能源电动汽车电机技术概述 • 新能源电动汽车的电机技术 • 新能源电动汽车电机控制系统
• 新能源电动汽车电机控制系统的 优化与挑战
• 新能源电动汽车电机技术的未来 展望
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30 95.4 96 95.9 95.7 95.4 95.1 94.7 94.6 94.4 93.8 93.1 92.4 91.7 91 90.3 89.5
转矩 （Nm）
转矩 （Nm）
转速 （rpm）
1000 2000 3000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 14000 15000 16000
✓ 可以覆盖中国大部分路况 ✓ 合理的系统成本
12000/13000rpm 电机 减速器 驱动系统
• 电机输出效率低 • 温度高 • 电机核心部件成本上升
• 对齿轮，轴承，密封等核 心部件要求高
• 成本上升
• 可以满足更高车速/扭矩 • 成本相对较高
FDM
12
扁线电机技术特点
相同硅钢片结构下扁线绕组电机与圆线绕组电机的交流电阻与效率map对比如下：
90 6.2 6.3 6.5 7.0 7.4 7.8 8.3 8.9 9.5 10.2 11.0 12.8
60 6.2 6.3 6.5 7.0 7.4 7.8 8.3 8.9 9.5 10.2 11.0 12.8 13.7 14.8
30 6.2 6.3 6.5 7.0 7.4 7.9 8.3 8.9 9.5 10.3 11.0 12.8 13.7 14.8
扁线优于圆线区域
圆线优于 扁线区域
转速 （rpm）
1000 2000 3000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 14000 15000 16000
330 6.2 6.3 6.5
300 6.2 6.3 6.5 7.0 270 6.2 6.3 6.5 7.0
扁线电机
240 6.2 6.3 6.5 7.0 7.4
210 6.2 6.3 6.5 7.0 7.4 7.8
180 6.2 6.3 6.5 7.0 7.4 7.8 8.3
150 6.2 6.3 6.5 7.0 7.4 7.8 8.3 8.9
120 6.2 6.3 6.5 7.0 7.4 7.8 8.3 8.9 9.5 10.2
MEB
✓ 轿车 ✓ 紧凑型轿车 ✓ SUV ✓ 大型SUV ✓ ……
到2025年目标1000万辆
MEA
MEP
PMA …...
来源：互联网公开信息
FDM
电驱动系统的零部件包括电机 面临新的要求
自动化的可制造性 满足高生产效率 可衍生化设计
5
新能源车驱动电机的趋势 高速化 高功率化
平台化
集成化
page
扁线电机
240 90.5 94.6 96 96.6 96.8 96.3
210 91.3 95 96.2 96.7 97 96.8 96
180 92 95.3 96.4 96.9 97.1 97.1 96.6 95.8
150 92.8 95.7 96.6 97 97.2 97.2 97 96.5 95.8
转矩 （Nm）
扁线优于圆线区域
圆线优于 扁线区域
转速 （rpm）
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000
330 88 93.2 95 95.9
300 88.9 93.8 95.4 96.2 96.2 270 89.7 94.2 95.7 96.4 96.6
新能源汽车驱动电机的发展趋势
集成系统应用日益普遍
FDM
集成系统中的驱动电机 ✓ 确保电机具备高输出效率 ✓ 油冷电机应用逐渐增加 ✓ 扁线电机应用逐渐增加
6
目录
1
新能源汽车驱动电机的发展趋势
2
电机的冷却方式
3
扁线电机的技术特点
4
方正电机扁线电机介绍
5
总结
FDM
page
7
冷却方式的影响
风冷
水冷
油冷
120 93.5 96 96.8 97.1 97.2 97.3 97.1 96.8 96.4 95.8 95
90 94.3 96.3 96.9 97.1 97.1 97.2 97.1 96.9 96.5 96.1 95.6 95.1 94.5 93.6
60 95.1 96.5 96.8 96.9 96.8 96.7 96.7 96.5 96.2 95.8 95.3 94.8 94.3 93.8 93.2 92.6
5
总结
FDM
page
3
新能源车驱动电机的趋势 高速化 高功率化
平台化
集成化
page
新能源汽车驱动电机的发展趋势
内燃机
传统动力总成
多档变速箱
+
电驱动系统
混动
纯电动
+
+
覆盖基本的高车速， 发动机转速<5000rpm
高速化 高功率化
FDM
4
新能源车驱动电机的趋势 高速化 高功率化
平台化
集成化
page
新能源汽车驱动电机的发展趋势
股票代码：002196.SZ
驱动世界不断向前
2019.04 TMC
新能源汽车驱动电机技术发展
FDM
page
1
目录
1
新能源汽车驱动电机的发展趋势
2
电机的冷却方式
3
扁线电机的技术特点
4
方正电机扁线电机介绍
5
总结
FDM
page
2
目录
1
新能源汽车驱动电机的发展趋势
2
电机的冷却方式
3
扁线电机的技术特点
4
方正电机扁线电机介绍
车速[kph]
国内与欧洲路况对比
140 120 100
80 60 40 20
0 0
NEDC整车工况
200
400
600
时间[s]
PMSM 永磁同步电机
பைடு நூலகம்
800
1000
1200
ASM 交流异步电机
FDM
11
转速对系统成本的影响
page
✓ 电机输出效率高 ✓ 温度低 ✓ 电机核心部件成本下降
✓ 零部件供应链成熟 ✓ 成本低
330 10.3 10.4 10.4
✓ 体积小 ✓ 重量轻 ✓ 散热相对较差 ✓ 取消冷却附件
降低成本
page
✓ 比较普遍 ✓ 散热好 ✓ 功率密度得到提升
FDM
✓ 降温效果好 ✓ 尤其适合高转速电机 ✓ 可能会成为趋势 ✓ 功率密度进一步提升
8
A-水冷 （外水套）
B-转子轴油冷 （喷出至转子内部）
水冷&油冷 独立方案
C-转子轴油冷 （喷出至绕组端部）
D-转子轴油冷 （不喷出）
E-端盖喷油 （喷出至绕组端部）
F-端盖喷油 （喷出至转子铁芯端板）
G-定子硅钢片内油冷
H-定子硅钢片外油冷
FDM
目录
1
新能源汽车驱动电机的发展趋势
2
电机的冷却方式
3
扁线电机的技术特点
4
方正电机扁线电机介绍
5
总结
FDM
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10
中国 城市 路况
欧洲 常用 路况
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