新能源汽车电机驱动技术及发展趋势_开题报告

文献综述

（一）、新能源汽车驱动电机及系统概述

新能源汽车驱动电机是所有电动汽车必不可少的关键部件。国家《节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020 年）》明确提出我国以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，强调将重点支持驱动电机系统及核心材料等关键零部件的研发，并提出了“到2015 年电驱动系统功率密度达到2.5 kw/kg以上（目前已达到2.8-3.0kw/kg），成本降至200 元/kw以下”的发展目标（电动汽车成本主要在电池、充电机、驱动电机、控制器和电源转换设备等产品组成，约占到整车造价成本50%～60%）。

目前国内的新能源车用驱动电机系统已达到了小批量生产的水平，涵盖5kW～180kW 功率范围，部分系统指标（如比功率和系统效率）达到了国际先进水平。

电动机系统集成有两种方式：1.电动机和发电机结合；2.电动机与变速箱结合；还有一种趋势是电力电子的集成。现在驱动控制器产品中，国际最高水平是17.2kW，采用混合电力电子集成技术，核心是采用高功能集成模块，采用新型薄膜电容一体化的技术。

（二）新能源汽车对驱动电机的基本要求

（1）低速大扭矩、高速宽调速-----满足新能源汽车加速和爬坡性能，要求电机在低速时输出大扭矩，高速巡航时具有恒功率输出和较小的转矩，因而电机巨头宽调速范围；

（2）高密度、轻量化-----安装空间和整车重量限制；

（3）高效率；

（4）能实现能量回馈-----车辆减速或制动时将车辆的能量部分回收，再生制动回收的能量一般可达总能量的10%∽15%；

（5）控制精度高，动态响应快-----适应路面快速变化的工况；

（6）可靠性与安全性------各种动力电池组和电动机的工作电压可达300V 以上，对电气系统安全性和控制系统的安全性，都必须符合相关车辆电气控制的安全性能标准和规定；

（7） 高电压，低成本------在允许的范围内尽可能采用高电压，可以减小电动机尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。

（三） 国外驱动电机在新能源汽车上的应用

全球范围看，有刷直流电机、一般同步电机、感应电机与有刷磁铁电机商品化历史最长，产品更新换代不断，迄今还在应用。上世纪80 年代开始进入商品化的表面永磁同步电机与1990 年代以来研

制开发的开关磁阻电机、内置式永磁同步电机以及最新的同步磁阻电机相继进入市场，并在电动汽车与混合动力汽车上获得应用。根据电动汽车、混合动力车车型的开发应用年代，日本的产业水平与市场偏好，成本核算等方面考虑，先采用感应电机，而近几年来在批量生产的日本电动汽车车型上以采用永磁同步电机为主流。近年来美、欧开发的电动汽车多采用交流感应电机。其主要优点是价格较低，性能可靠；缺点是起动转矩小。日本近年来问世的电动汽车与新型混合动力车大多采用永磁电机。其主要优点是效率比交流感应电机高，但价格较贵。永磁材料耐热温度低于120℃，而开关磁阻电机(SRM：Switched Reluctance Motor)结构新型、简单、起动性能好，无大的冲击电流，但噪声大。

（四） 国内驱动电机行业现状

（1）电机业中的小行业、但制造门槛高

作为电机行业的细分领域，电动汽车驱动电机是一个小行业。主要是由于市场处于起步阶段，这一行业总体上规模不大，但门槛不低，驱动电机作为电动汽车的能量转化工具，必须具有高效率、高

适应性。由于受到空间和整车售价的限制，电机的高密度、小型化、轻量化、低噪声和低成本也显得至关重要。电动汽车驱动电机输出1kw 只需0.6kg 重量，这是一般电机不可想象的。这就要求企业采用强制水冷结构、高电磁负荷、高性能磁钢、高转速以及超短端部长度绕组等技术，使电机小型轻化。此外，由于车辆振动及发动机的高温环境，车用电机处于振动大、冲击大、灰尘多、温湿度变化大的恶劣条件下运行，车用电机必须适应环境，使车辆稳定、安全运行。

（2）专业电机企业数量少、高新企业居多

我国电动汽车驱动电机生产企业全国有30 多家，多数企业规模小、实力还较弱。驱动电机是新兴的电传动行业的一个分支，新兴的高新技术企业是这一行业的主力军之一，它们一般依托于高校或者

科研院所，具有较强的技术水平，但由于成立不久，这些企业大多实力较弱，融资渠道单一，生产能力不强。

我国人力资源丰富，具有丰富的稀土资源，为电机业的发展提供了很好的环境。我国车用电机在全球资源条件下具有明显的比较优势，较易进人全球分工体系，如果引导得力，我国驱动电机完全可

以发展成具有中国特色道路的优势产业。但从行业现状看，这种资源优势并未充分发挥出来。目前，

除了新成立的高新企业外，我国有相当一部分驱动电机企业是由传统电机制造商转型而来。我国拥有数量庞大的电机企业，其中很多企业具有成熟的技术工人，较好的制造能力和一定的研发能力。但这些企业在驱动电机领域尚处于起步阶段，而且很多企业采取观望态度，试一试的心态很普遍。

（五）驱动电机及控制系统的发展趋势

　　新能源汽车驱动电机目前的发展方向有以下几方面：小型轻量化；高效性；更出色的转矩特性；使用寿命长，可靠性高；噪声低；价格低廉。随着时间的推移，新能源驱动电机的发展呈现了下面的趋势：

（1）电机永磁化

电机永磁化符合电机驱动系统高效率的需要。永磁电机具有效率高、比功率大、功率因数高、可靠性高和便于维护等优点，采用矢量控制的变频调速系统，可使永磁电动机具有宽广的调速范围。因

此以丰田汽车和本田汽车为代表的国际化制造商以及国内一汽、东风、长安、奇瑞等厂商均在其电动汽车中采用了永磁电机方案，推动车用电机向永磁化方向发展。

（2）逆变器数字化

在电动汽车中，由燃料电池或蓄电池提供的直流电能，通过一个或多个逆变器将其转换成交流电能驱动永磁电机运动，其中车用电机驱动控制器由逆变器和电机的控制电路构成。

逆变器控制系统数字化是未来电机驱动技术发展的必然趋势。数字化不仅包括驱动控制的数字化、

驱动到数控系统接口的数字化，而且还应该包括测量单元数字化。随着微电子学及计算机技术的发

展，高速、高集成度、低成本的专用芯片以及数字信号处理器(DSP)等的问世及商品化，使全数字的

控制系统成为可能。

（3）系统集成化

系统集成化符合电机驱动系统降成本的需要。电机驱动系统的集成化包括两个方面：1）机电集成。其一是车用电机与发动机集成构成混合动力发动机总成，如本田的ISA 系统；其二将车用电机与变速箱集成，如丰田混合动力系统THS。总之，车用电机与汽车发动机或变速箱集成的方向发展有利于减小整个系统的重量和体积，有效降低系统制造成本。2）将电动汽车驱动控制器的开关器件、电路、控制、传感器、电源和无源器件都集成到标准的模块中构成电力电子组件，这种集成方法可以较好地解决不同工艺的电路之间的组合和高电压隔离等问题，具有较高的集成度，能比较有效地减小体积和重量，但目前还存在分布参数、电磁兼容、传热等具有较高难度的技术问题，尚不能同时有效地降低成本，达到更高的可靠性。

^范文提纲

正文目录

1 中国电动汽车用电机行业综述

　1.1 电动汽车分类及结构

1.2 电动汽车用电机及控制系统概述

　1.3 电动汽车用电机原材料市场分析

2 中国电动汽车用电机发展环境分析

　2.1 行业政策环境分析

　2.2 行业经济环境分析

　2.3 行业社会环境分析

　2.4 行业技术环境分析

　　2.4.1 行业研发现状分析

　　　　（1）国外研发现状分析

　　　　（2）国内研发现状分析

　　2.4.2 行业关键技术研究

　　2.4.3 行业技术发展趋势

3 中国电动汽车用电机行业发展现状与趋势

　3.1 国外电动汽车用电机行业发展现状

　3.2 中国电动汽车用电机行业发展现状

　3.3 中国电动汽车用电机行业发展趋势

4 中国电动汽车用电机细分产品市场分析

　4.1 行业产品结构特征

　4.2 直流电机市场分析

　4.3 永磁同步电机市场分析

　4.4 异步电机市场分析

　4.5 开关磁阻电机市场分析

5 中国电动汽车用电机行业主要企业生产经营分析

　5.1 中国电动汽车用电机行业竞争现状

　5.2 电动汽车用电机领先企业个案分析

　5.3 电动汽车行业领企业经营情况分析

6 中国电动汽车用电机行业需求前景预测

　6.1 中国电动汽车用电机行业前景预测

　　6.1.1 行业发展的驱动因素

　　6.1.2 行业发展面临的挑战

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