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電動汽車驅動電機系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

發(fā)布日期：2023-10-31新聞來源：杭州威衡

驅動電機系統(tǒng)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外有大量的研究機構和企業(yè)進行電動汽車驅動電機系統(tǒng)的研究開發(fā)。通過多年的發(fā)展，國內(nèi)外驅動電機系統(tǒng)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(tǒng)的研究，目前已構建了較為完善的驅動電機系統(tǒng)開發(fā)體系和生產(chǎn)制造體系，開發(fā)出一系列具有較強的競爭力的驅動電機系統(tǒng)產(chǎn)品。
我國是從20 世紀90 年代開始進行驅動電機系統(tǒng)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(xù)四個五年計劃的電動汽車重大專項計劃，加上國家發(fā)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(chǎn)銷量已連續(xù)幾年居于世界首位，占全球產(chǎn)銷量的50%以上。
伴隨著電動汽車的快速發(fā)展，我國驅動電機系統(tǒng)技術及其產(chǎn)業(yè)化得到了長足的進步，具體體現(xiàn)在：
（1）構建了較完善的永磁同步驅動電機系統(tǒng)和異步驅動電機系統(tǒng)開發(fā)平臺。
（2）開發(fā)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(tǒng)和永磁同步驅動電機系統(tǒng)，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(chǎn)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(chǎn)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(tǒng)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(xiàn)國產(chǎn)化，一直是發(fā)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(chǎn)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(tǒng)的標準體系。
為實現(xiàn)驅動電機系統(tǒng)的上述目標，驅動電機系統(tǒng)下一階段的技術發(fā)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(yōu)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(tǒng)，甚至是電氣系統(tǒng)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(tǒng)的質量、體積、成本。
數(shù)字化：數(shù)字化主要指控制系統(tǒng)的數(shù)字化，包含硬件與軟件兩方面。硬件數(shù)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(shù)字化則體現(xiàn)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(jiān)控和系統(tǒng)保護、自動適應惡劣工況的變化的控制系統(tǒng)，提升控制系統(tǒng)的穩(wěn)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(tǒng)的平臺化和模塊化，可以縮短開發(fā)周期并降低驅動電機系統(tǒng)的成本。