驅(qū)動電機系統(tǒng)是電動汽車三大核心系統(tǒng)之一，是車輛行駛的主要驅(qū)動系統(tǒng)，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經(jīng)濟性和用戶駕乘感受。

1、驅(qū)動電機特點及分類

驅(qū)動電機是新能源汽車的動力核心，既要實現(xiàn)驅(qū)動車輛行進的任務，同時在汽車剎車或滑行時還要能發(fā)電，具有回收能量的功能。由于新能源汽車結(jié)構(gòu)緊湊、速度、續(xù)航要求大等特點，驅(qū)動電機設(shè)計的基本要求包括：寬調(diào)速范圍、高密度輕量化、高效率、能量回收、高可靠性與安全性、成本能夠持續(xù)降低。

根據(jù)電機的工作原理和結(jié)構(gòu)有多種分類，按電機的驅(qū)動電流的類型來劃分，主要的電機分類如下圖所示。

純電動汽車經(jīng)常采用的驅(qū)動電機有直流電機、異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機四類。電動汽車常用的四種驅(qū)動電機性能比較見下表。

常用驅(qū)動電機性能比較表

2、驅(qū)動電機構(gòu)造及其工作原理

（1）三相電流同步電機

同步電機可作為發(fā)電機為電子用電器提供電能和為蓄電池充電，多用于新能源混合動力車輛。

工作原理：定子的繞組上施加一個三相電流產(chǎn)生相應的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子的磁極隨著該旋轉(zhuǎn)磁場的方向進行相應的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的速度與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同。

（2）三相電流異步電機

三相電流異步電機可以作為電動機或發(fā)電機使用。

工作原理：轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁場感應產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場，轉(zhuǎn)子使用定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的感應電流，通常異步電機也被稱為感應式電機。

（3）永磁同步電機

永磁同步電機是將永久磁鐵取代他勵同步電機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組，將磁鐵插入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，形成同步旋轉(zhuǎn)的磁極。

工作原理：啟動和運行是由定子繞組、轉(zhuǎn)子鼠籠繞組和永磁體這三者產(chǎn)生的磁場的相互作用而形成。

（4）開關(guān)磁阻電機

開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)越，可靠性高，覆蓋功率范圍10W~15MW的各種高低速驅(qū)動調(diào)速系統(tǒng)。

工作原理：過控制加到電動機繞組中電流脈沖的幅值、寬度及其與轉(zhuǎn)子的相對位置（即導通角、關(guān)斷角），控制電動機轉(zhuǎn)矩的大小與方向。

開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)

3、驅(qū)動方式分類

新能源純電動汽車則是利用電機將高壓蓄電池存儲的電能轉(zhuǎn)換為機械能，再由傳動機構(gòu)傳遞給車輪，產(chǎn)生推動力，驅(qū)動汽車行駛。電機具有體積相對較小，質(zhì)量也較輕等優(yōu)點，驅(qū)動方式多樣化，目前純電動汽車所采用的驅(qū)動方式分為：集中驅(qū)動和車輪獨立驅(qū)動。

（1）集中驅(qū)動

集中驅(qū)動是指整車使用一個或兩個動力源（混動汽車），集中在汽車的合理的位置，通過變速器和減速器（或只通過減速器）降速增扭，最后經(jīng)差速器將驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大致平均地分配給左右驅(qū)動半軸，可以采用前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動的形式。

純電動汽車的集中驅(qū)動系統(tǒng)布置形式目前主要有3種基本典型結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)的驅(qū)動方式、電機﹣驅(qū)動橋組合式驅(qū)動方式、電機﹣驅(qū)動橋整體式驅(qū)動方式。

電機﹣驅(qū)動橋組合式驅(qū)動布置形式

電機﹣驅(qū)動橋整體式驅(qū)動布置形式

（2）車輪獨立驅(qū)動

電動汽車車輪獨立驅(qū)動系統(tǒng)是利用若干獨立控制的電機分別驅(qū)動汽車的車輪，車輪之間沒有機械傳動環(huán)節(jié)。其電機與車輪之間可以是軸式聯(lián)接，也可以將電機嵌入車輪成為輪式電機。

車輪獨立驅(qū)動布置形式目前主要有2種基本典型結(jié)構(gòu)：雙聯(lián)式驅(qū)動方式和輪轂電機驅(qū)動方式。

雙聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)

輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)

4、驅(qū)動電機關(guān)鍵技術(shù)

驅(qū)動電機的關(guān)鍵技術(shù)主要包括電機設(shè)計與優(yōu)化、控制算法與系統(tǒng)、傳感器技術(shù)以及功率電子器件的研發(fā)。本文從扁線電機、油冷技術(shù)和多合一電驅(qū)系統(tǒng)敘述驅(qū)動電機發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

（1）扁線電機

扁線電機相比傳統(tǒng)圓線電機，裸銅槽滿率可提升20%-30%，總銅耗下降了21%，效率提高大約1%。槽滿率的提高等同于電機在具有相同體積的條件下，可以輸出更高的功率和轉(zhuǎn)矩；或者功率相同的條件下，可以減小電機的外徑和體積，進而減小電機的重量，所以扁線繞組電機有著更高的功率密度，可以使永磁電機繼續(xù)向著更小化的方向發(fā)展。

（2）油冷技術(shù)

三種常用的電機散熱系統(tǒng)：風冷、液冷、蒸發(fā)冷卻及額外熱路增強型散熱系統(tǒng)是。

風冷散熱系統(tǒng)：憑借成本低、可靠性高和安裝方便等優(yōu)勢，在小功率電機散熱領(lǐng)域廣泛應用。

液冷散熱系統(tǒng)：具有較高的散熱功率，適用于電機發(fā)熱量大、熱流密度高的散熱場合，但是液冷散熱系統(tǒng)需要額外的循環(huán)液路與密封系統(tǒng)，增加了電機系統(tǒng)的成本和復雜性。

蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)：主要應用于兆瓦級大容量發(fā)電機組的散熱系統(tǒng)，利用氣液相變循環(huán)實現(xiàn)對電機的高效冷卻。

電機散熱系統(tǒng)分類

永磁同步電機的繞組端部發(fā)熱量大，水冷方式下冷卻液無法直接接觸繞組，油冷方式下冷卻油可直接接觸繞組，冷卻效率更高，優(yōu)勢更突出。

油冷技術(shù)的冷卻油可直接與電機發(fā)熱部件接觸，散熱效率遠高于傳統(tǒng)的水冷散熱系統(tǒng)，且油介質(zhì)具有絕緣性好、介電常數(shù)高、凝固點低和沸點高等優(yōu)勢。比亞迪DMI的驅(qū)動電機采用直噴式轉(zhuǎn)子油冷技術(shù)，可提升電機功率密度32%。

扁線電機油冷技術(shù)

3、多合一電驅(qū)動系統(tǒng)

新能源汽車對續(xù)航里程、功率密度、能量利用效率的要求越來越高，電驅(qū)動系統(tǒng)向集成化、小型化和輕量化的方向快速發(fā)展。

目前已經(jīng)發(fā)布的多合一電驅(qū)動系統(tǒng)有三合一、四合一、六合一、七合一甚至八合一，其中最常見的還是三合一電驅(qū)動系統(tǒng)。多合一電驅(qū)動系統(tǒng)即將電機、減速器、控制器等零部件集成，共享殼體線束等零件，實現(xiàn)集成、降本、輕量。

多合一電驅(qū)系統(tǒng)的集成零部件及代表廠家

綜上所述，扁線電機的扁銅線之間間隙較大，冷卻油易于滲透，促進了直接油冷技術(shù)的應用。同時，冷卻油擁有良好的絕緣性，可在多場景下復用，加速了整車熱管理系統(tǒng)集成化的進程，將推動多合一電驅(qū)動系統(tǒng)總成的落地普及。