未来开发新能源汽车电机的主要目标

黄苏融教授在谈到EV永磁驱动电机新技术发展趋势时提出三合一动力总成，IPM永磁电机转子结构，扁线绕组，新结构新材料电机已经是大势所趋，提升NEV电机体积和重量密度、可靠性和NVH舒适性，降低能耗和成本将是未来开发新能源汽车电机的主要目标，具体体现在以下方面：

1. 高频高速永磁化，电机－传动－驱动集成化，动力总成轻量小型化、高可靠低成本。

● 高频电机的高频集肤效应，涡流损耗、绝缘材料、EMC的挑战；

● 高速转子结构及材料的机械性能挑战；

● 高频高速电机NVH的挑战，尤其是高频尖锐声。

2. 扁线电机及其内油冷技术

NEV对功率密度越来越苛刻，具有功率密度高的扁线电机是重要的技术路线之一。

● 理论上圆线变成扁线，增加20~30 铜面积，等同于增加20~30 功率。

● 槽满率高，提升电机槽及绕组的热传导，降低温升；提高电机槽的等效刚度，有利于NVH。

● 绕组端部短，节省空间。 

挑战：

● 扁导体绕组集肤效应显著，频率越高，交流电阻及铜耗越大；薄型扁导体及其绝缘层材料的热、电、机械应力以及与变速箱油的兼容性，高温老化与失效；材料服役特性数据库。

● 设备要求高、投资大，工艺复杂；系列化设计困难。

3. 高冷却效率技术，减小体积，提高电机功率密度。

水冷电机：一种机壳液冷技术，当前驱动电机的主流冷却技术。水冷机壳，电机内部的热源通过层层材料传递到机壳水道；由于绕组无法直接冷却，并且绕组与铁心之间的绝缘材料热传导差；导致绕组温升过高，制约了电机功率密度提升。

油冷电机:  一种直接冷却的高冷却效率技术，未来技术发展趋势。

（1）水冷机壳+内油冷定子组件/转子组件；

（2）油冷机壳+内油冷定子组件/转子组件；

特斯拉、丰田、日立、宝马、日产聆风、精进电动的油冷电机已在量产车中使用。

挑战：电机本体的电工材料与油的兼容性，油密封与油道设计、供油方式和油泵等多种技术协同满足。

4.主流驱动电机产品技术

多层IPM电机＋轻稀土＋少稀土；提高功率/转矩密度、降低成本

5.分布式驱动及其轮毂/轮边电机

6. 新结构新材料高密度电机

轴向磁场和横向磁场拓扑结构、非晶合金、SMC等

7. 新型混合动力电驱动系统

EVT 双机械端口能量变换器

8. 新型电驱动动力系统

磁力齿轮+电机集成系统，游标电机等

审核编辑：刘清