新能源汽车驱动电机解析（轮毂电机）

驱动电机系统是新能源汽车核心系统之一，其性能决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。驱动电机系统主要是由电机及其控制器组成，其中电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配而成。

驱动电机组成

电动机一般要求具有电动、发电两项功能，按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机，功率转换器按所选电机类型，有DC/DC功率变换器、DC/AC功率变换器等形式，其作用是按所选电动机驱动电流要求，将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。

电动机驱动系统的基本组成框图

目前，应用于新能源汽车的驱动电机主要包括直流电机、交流电机和开关磁阻电机三类，其中在乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括直流（无刷）电机、交流感应（异步）电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。其他特殊类型的驱动电机包括轮毂电机、混合励磁电机、多相电机、双机械端口能量变换器（Dmp-EVT），目前市场化应用较少，是否能够大规模推广需要更长时间的车型验证。

新能源汽车驱动电机分类

新能源汽车所使用的电机以交流感应电机和永磁同步电机为主。其中，日韩车系多采用永磁电机；欧美车系则多采用交流感应电机，主要原因是对于稀土资源匮乏，以及降低电机成本考虑。从我国不同种类新能源汽车驱动电机的应用来看，目前交流异步感应电机和开关磁阻电机主要应用于新能源商用车,特别是新能源客车，但是开关磁阻电机的实际装配应用较少；永磁同步电机主要应用于新能源乘用车。

新能源汽车动力系统的发展可以分为三个阶段，第一代是中央电机集中驱动技术，第二代是轮边电机技术，第三代是轮毂电机技术。与前两代技术相比，轮毂电机技术能有效解决新能源汽车成本、能耗等问题，可以认为轮毂电机是纯电动汽车的终极解决方案。

轮毂电机技术优点

1）高效率：传统的传动系统由于结构的复杂性，每一级传动都有传动效率的损失，而轮毂电机直接驱动车轮，避免了传递路径上效率的损失，可以提升效率，节省能量。相对于传统的传动系统来说，轮毂电机可以提高8%~15%左右的效率，对于电动汽车来说，效率的提升可以进一步增加续航里程；

2）节省空间：由于轮毂电机技术将将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，省去了诸如变速箱、传动轴传动和制动装置，可以节省前舱的布置空间以及四驱车辆的后排座椅的凸起，乘客可以享受更大的车内空间；

3）易控制：由于电机直接驱动车轮，电机控制器只需要一个简单的指令就可以直接控制车轮的转速和扭矩且精度非常高，可以很容易的实现非常复杂的控制；

4）低成本：理论上，由于节省了复杂的传动和制动装置，整车结构更简单，零部件组成更少，整车成本会下降；

5）模块化：由于轮毂电机的高集成度，轮毂电机理论上只与车轮大小有关，所以更容易模块化，避免重复开发，可以缩短新车型的开发周期和开发费用。

轮毂电机普及的技术难点

1）轮毂电机大幅度地增大了簧下质量，同时也增加了轮毂的转动惯量，这对于车辆的操控性能是不利的，主要体现在：颠簸路况时悬架的响应会变慢和轮毂转量增加使加速响应慢；

2）由于轮毂电机系统的电制动容量较小，不能满足整车制动性能的要求，都需要附加机械制动系统。附加机械制动系统也就意味了有着更大的能量消耗，将影响车辆的续航里程。

3）由于电机内置在轮毂里，工作环境要恶劣的多，而电机本身比较娇贵，所以对于防水防尘防震设计要求就很高。同时电机在工作过程中产生热量的冷却和散热也是当前尚需解决的技术难点。