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電動汽車驅動電機系統的發展現狀及發展趨勢

發布日期：2023-10-31新聞來源：杭州威衡

驅動電機系統為電動汽車的關鍵部件，直接影響電動汽車的性能和可靠性。我國從20 世紀80 年代開始，伴隨著電動汽車產業的發展，國內外有大量的研究機構和企業進行電動汽車驅動電機系統的研究開發。通過多年的發展，國內外驅動電機系統的技術均取得了明顯進步。

國外從20 世紀80 年代開始進行驅動電機系統的研究，目前已構建了較為完善的驅動電機系統開發體系和生產制造體系，開發出一系列具有較強的競爭力的驅動電機系統產品。
我國是從20 世紀90 年代開始進行驅動電機系統研究的，特別是從2001 年起，科技部開始實施“十五”至“十三五”連續四個五年計劃的電動汽車重大專項計劃，加上國家發展改革委、財政部、工信部等部委的各種政策支持，我國電動汽車產銷量已連續幾年居于世界首位，占全球產銷量的50%以上。
伴隨著電動汽車的快速發展，我國驅動電機系統技術及其產業化得到了長足的進步，具體體現在：
（1）構建了較完善的永磁同步驅動電機系統和異步驅動電機系統開發平臺。
（2）開發出功率（峰值功率）等級10～250kW 的風冷和水冷用異步驅動電機系統和永磁同步驅動電機系統，批量應用于純電動及混合動力商用車、乘用車和物流車。其中部分產品批量出口歐美國家。
（3）電機的功率密度、最高效率和最高轉速等主要性能指標與國外產品相當。
（4）電機和控制器的制造工藝水平和批量制造能力達到國際先進水平。
（5）驅動電機系統的功能安全、電磁兼容性等日趨完善。
（6）電機和控制器主要材料及零部件實現國產化，一直是發展瓶頸的關鍵材料和元器件的IGBT 芯片、IGBT 模塊、SiC 芯片和模塊、控制芯片以及軸承等均有替代產品并得到部分批量應用。
（7）構建了比較完善的驅動電機系統的標準體系。
為實現驅動電機系統的上述目標，驅動電機系統下一階段的技術發展趨勢如下：
永磁化：由于永磁驅動電機具有效率高、功率密度高等先天優勢，隨著永磁驅動電機設計制造技術及控制技術的日臻完善，永磁驅動電機將成為驅動電機的主流。
高速化：提升電機的轉速是提升功率密度和降低成本較為明顯的方法。
集成化：集成化是指對電機、控制器及機械傳動系統，甚至是電氣系統等進行不同程度的集成，通過集成可以降低整個驅動電機系統的質量、體積、成本。
數字化：數字化主要指控制系統的數字化，包含硬件與軟件兩方面。硬件數字化指通過采用高速、高集成度、低成本的專用芯片，使控制電路更為小型化、集成化；軟件數字化則體現在電機控制算法（通過采用高性能的轉矩轉速控制和在線辨識、可靠的故障監控和系統保護、自動適應惡劣工況的變化的控制系統，提升控制系統的穩定性和自適應性等）和具有完善的可靠性測試和高安全性的軟件架構上。
平臺化和模塊化：通過驅動電機系統的平臺化和模塊化，可以縮短開發周期并降低驅動電機系統的成本。