【深度】全面解讀中國(guó)新能源汽車(chē)電機(jī)市場(chǎng)

一、新能源汽車(chē)用電機(jī)類(lèi)型及趨勢(shì)

（一）電機(jī)的結(jié)構(gòu)及性能

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是新能源車(chē)三大核心部件之一。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是新能源汽車(chē)車(chē)輛行使中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)特性決定了汽車(chē)行駛的主要性能指標(biāo)，它是電動(dòng)汽車(chē)的重要部件。電動(dòng)汽車(chē)的整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與其機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、各種檢測(cè)傳感器以及電源等部分構(gòu)成。

簡(jiǎn)單來(lái)講，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器兩部分構(gòu)成。從電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈來(lái)看，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器所占的成本之比大致相同。

下圖：電機(jī)的結(jié)構(gòu)部件

新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)屬于中低壓電機(jī)范疇，由于其應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，相對(duì)一般中低壓產(chǎn)品，它具有較高的性能要求：

1）調(diào)速范圍寬：新能源汽車(chē)有兩類(lèi)工況場(chǎng)景，在啟動(dòng)、加速、爬坡時(shí)，要求工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間；在高速行駛時(shí)，要求電機(jī)工作在恒功率區(qū)間；

2）功率密度高，主要是為了在盡量小的車(chē)內(nèi)空間限制、電池電量下，提高續(xù)航里程；

3）安全可靠，要求電機(jī)的穩(wěn)定工作和抗震、散熱性能佳；

4）輕量化，即電機(jī)體積小，滿足整車(chē)輕量化的要求；

5）過(guò)載能力強(qiáng)：在啟動(dòng)、加速、爬坡工況下，要求電機(jī)具有4-5倍的過(guò)載能力。

下圖：新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能要求

（一）不同電機(jī)類(lèi)型應(yīng)用場(chǎng)景存在差異

電機(jī)一般要求具有電動(dòng)、發(fā)電兩項(xiàng)功能，按類(lèi)型可選用直流、交流、永磁無(wú)刷或開(kāi)關(guān)磁阻等幾種電動(dòng)機(jī)。功率轉(zhuǎn)換器按所選電機(jī)類(lèi)型，有DC/DC功率變換器、DC/AC功率變換器等形式，其作用是按所選電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流要求，將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓等級(jí)的直流、交流或脈沖電源。

適合新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有永磁同步、交流異步和開(kāi)關(guān)磁阻三大類(lèi)。因其不同特點(diǎn)，各有應(yīng)用場(chǎng)合。

永磁同步電機(jī)體積小、質(zhì)量輕，功率密度大，可靠性高，調(diào)速精度高，響應(yīng)速度快；但最大功率較低，且成本較高。由于永磁同步電機(jī)具有最高的功率密度，其工作效率最高可達(dá)97%，能夠?yàn)檐?chē)輛輸出最大的動(dòng)力及加速度，因此主要用在對(duì)能量體積比要求最高的新能源乘用車(chē)上。

交流異步電機(jī)價(jià)格低、運(yùn)行可靠；但其功率密度低、控制復(fù)雜、調(diào)速范圍小是固有限制。價(jià)格優(yōu)勢(shì)使得其在新能源客車(chē)中使用的較廣泛。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)價(jià)格低、電路簡(jiǎn)單可靠、調(diào)速范圍寬；但震動(dòng)、噪聲大，控制系統(tǒng)復(fù)雜，且對(duì)直流電源會(huì)產(chǎn)生很大的脈沖電流。用于大型客車(chē)。

下圖：驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能指標(biāo)對(duì)比