在全球氣候與環(huán)境問題被日益重視的大背景下，推動新能源汽車的發(fā)展已成為幾乎所有國家的共識。新能源汽車包含純電動汽車(BEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)、混合動力汽車(HEV)、增程式電動汽車(REEV)、燃料電池汽車(FCEV)等。

驅(qū)動電機(jī)、動力電池和電控組成的三電系統(tǒng)被視為新能源汽車明顯區(qū)別于傳統(tǒng)燃油車的核心零部件。其中，驅(qū)動電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，直接驅(qū)動車輪或通過傳動裝置驅(qū)動車輪，是新能源汽車不可或缺的核心組成部分。隨著新能源汽車的滲透率的迅猛增長，也帶動了驅(qū)動電機(jī)市場的繁榮。

現(xiàn)階段驅(qū)動電機(jī)的類型有哪些?國內(nèi)主機(jī)廠采取哪些不同的解決方案?該領(lǐng)域的核心技術(shù)是什么?未來還將朝著哪些方向發(fā)展?本文將一一解答上述問題。

永磁同步電機(jī)成為主流，感應(yīng)電機(jī)未來可期

目前在新能源汽車上搭載的電機(jī)主要分為永磁同步電機(jī)(永磁電機(jī))和交流異步電機(jī)(感應(yīng)電機(jī))。前者國內(nèi)的主機(jī)廠較多采用，而后者則在特斯拉、蔚來的部分車型上有所應(yīng)用。

永磁同步電機(jī)由轉(zhuǎn)子、端蓋及定子組成，其定子結(jié)構(gòu)與感應(yīng)電機(jī)的差異并不大，差異在于其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有著高質(zhì)量的永磁體磁極，通電可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

相較于永磁同步電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)依靠電流產(chǎn)生磁場，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下產(chǎn)生電磁力作用在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。雖然感應(yīng)電機(jī)在效率上不如永磁同步電機(jī)，體積也相對較大，但是依靠強(qiáng)大的過載能力，感應(yīng)電機(jī)能提供更強(qiáng)勁的加速能力，因此在高端高性能的電動車型上被廣泛應(yīng)用。

能否兼顧永磁同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)的優(yōu)勢，隨著市場需求、技術(shù)水平、產(chǎn)品性能的提升，尋找到一個(gè)更好的解決方案?

雙電機(jī)車型滲透率攀升

國內(nèi)某知名造車新勢力企業(yè)創(chuàng)始人曾公開表示，從考慮降低動力系統(tǒng)失效的風(fēng)險(xiǎn)看，雙電機(jī)和多電機(jī)方案具有顯著的優(yōu)勢，如同飛機(jī)一樣，兩個(gè)發(fā)動機(jī)比一個(gè)發(fā)動機(jī)要安全得多，特別是在高級自動駕駛場景下，動力系統(tǒng)上的冗余是有助于提高安全性的。

單電機(jī)的優(yōu)勢是續(xù)航與成本，在新能源車的普及階段較多采用;而雙電機(jī)的優(yōu)勢則是高效、靈活性、與安全。從長遠(yuǎn)看，是未來新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的發(fā)展方向之一。

首先，雙電機(jī)可以靈活調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，兩臺電機(jī)根據(jù)各自的特點(diǎn)，可以在不同的工況下充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，兼顧能效與加速性能。其次，雙電機(jī)可以顯著提升新能源汽車的安全性。在面臨動力系統(tǒng)失效的場景時(shí)，單電機(jī)始終不能像雙電機(jī)那樣提供冗余的可能性;而搭載雙電機(jī)的四驅(qū)系統(tǒng)，在高速行駛中失控時(shí)，可以向車輪提供更強(qiáng)動力，增加其與路面的附著力，讓車輛快速地恢復(fù)正常姿態(tài)。

事實(shí)上，采取雙電機(jī)在新能源車上的滲透率已經(jīng)有了大幅的攀升。在20萬以下的低端新能源車上還是以單電機(jī)為主，但在20萬以上的中高端新能源車，基本會提供高配雙電機(jī)的選擇，根據(jù)車型的需要選擇“前感后永”或“前永后感”的配置方式。

更高效的銅轉(zhuǎn)子電機(jī)

說到電機(jī)未來的發(fā)展趨勢，除了扁線電機(jī)、輪轂電機(jī)這些早已火熱的概念，近些年一個(gè)新的名詞越來越受到行業(yè)的聚焦——銅轉(zhuǎn)子電機(jī)。與傳統(tǒng)鋁轉(zhuǎn)子電機(jī)相比，銅轉(zhuǎn)子電機(jī)有著損耗低、效率高、溫升低、穩(wěn)定性高、噪聲低等方面的優(yōu)勢。在能效、安全和可靠性方面，銅轉(zhuǎn)子電機(jī)均領(lǐng)先于傳統(tǒng)感應(yīng)電機(jī)。

銅轉(zhuǎn)子通常應(yīng)用在感應(yīng)電機(jī)上，采用了高性能銅材制造轉(zhuǎn)子導(dǎo)電通路來替代傳統(tǒng)鋁轉(zhuǎn)子，由于銅的電導(dǎo)率比鋁更高，因此采用銅轉(zhuǎn)子的異步感應(yīng)電機(jī)能取得更高的效率。根據(jù)在工業(yè)電機(jī)領(lǐng)域的實(shí)踐，銅轉(zhuǎn)子電機(jī)比相同的鋁轉(zhuǎn)子電機(jī)效率提升3%以上。銅的電導(dǎo)率更高，反之銅的電阻率就更低，在75℃的條件下，銅的電阻率僅為鋁的一半，可以有效降低熱量的產(chǎn)生，防止發(fā)生過熱等熱失控風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

未來隨著新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，銅在電機(jī)轉(zhuǎn)子的應(yīng)用前景非常廣闊，在進(jìn)一步克服成本、工藝的障礙后，銅材料將推動驅(qū)動電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。

(新媒體責(zé)編：wa12)