新能源汽车电机驱动系统技术发展现状与趋势

我国车用驱动电机技术需求与产业现状

Technical Requirement and Industry Status of eDrive System

➢高密度、小型化、轻量化：采用强制水冷结构、高电磁负荷、高性能磁钢、高转速等技术，实现电机小型轻量化和高密度化。

➢高效率：采用稀土永磁和电磁设计优化，驱动电机的最高效率可达到97%，电机超过85%的高效率区达到85%以上。

➢低速大出力、高速恒功率宽调速：在车辆起步和行车要求高转矩，高速运行时能够进行恒功率输出，电机调速范围达到1:3到1:4以上。

➢可靠性、耐久性、适应性：车用电机处于振动大、冲击大、灰尘多、温湿度变化大的环境下运行，要求电机系统具有耐冲击和环境适应性。

➢低噪声、电磁兼容与低成本：电机成本的高低是决定电动汽车是否能够产业化的重要因素；电动汽车NVH和EMC/EMI技术是整车研发的重要衡量指标。

电机类型比较项目交流异步电机开关磁阻电机交流永磁电机

无刷直流电机永磁同步电机

起动性能O O O ◎

额定运行点峰值效率O O ◎◎

恒功率速度范围理想无穷2-31-2无穷

典型2-33-4

最优4>7.5

高效率运行区(>85%)

占整个运行区80%以上O O O ◎

重量功率密度（kW/kg ）O O ◎◎

转矩波动低速O △O ◎

高速◎△O ◎

电机可靠性◎◎O O

NVH （振动噪声舒适性）◎△O ◎

注：性能从好到差的符号次序为：◎、O 、△、⨯。

各类车用驱动电机性能比较

Performance Comparing of Different Motor

我国车用驱动电机技术需求与产业现状

Technology and Industry Status of Local E-motor System

➢我国驱动电机在功率密度、最高效率和转速、绕组制造工艺、冷却散热技术等方面水平与国外相当；多家电机企业产能达到数十万套级以上，部分产品批量出口欧美。Technology level such as power density,efficiency,art-and-craft of stator coil,cooling technology are the same level, and some company’s manufacture capacity over100k+,some export to US and EU,and key parameter keep international level.

➢我国车用电力电子控制器产品近几年发展迅速，自主IGBT芯片、双面冷却IGBT模块封装、高功率密度电机控制器样机水平接近国外同类产品；碳化硅器件、全碳化硅控制器已经开始研发。Technology and product of power electric is accelerating,IGBT Die,IGBT packaging and high power density inverter being the similar technology level in worldwide,and SiC device and inverter start to develop.

➢我国建立了电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟，在关键材料和关键部件方面形成了自主的技术与产品，实现国产化替代及批量应用。Industry innovation alliance has been established,and key components and material have replaced and applied.

我国车用驱动电机系统典型产品

Typical Products of Local E-motor System

HYBRID BUS MOTOR SYSTEM (50-200kW)

FUEL CELL AND PURE EV MOTOR SYSTEM (42-150kW)

HYBRID CAR MOTOR SYSTEM（15-75kW）Mini EV MOTOR SYSTEM（12-35kW）

Power Increase

我国车用驱动电机技术水平对比

Comparison of Technical Level of Traction Motors

国内外驱动电机功率密度指标对比

技术指标国内典型电机1国内典型电机2国内典型电机3国外典型电机1国外典型电机2峰值功率(kW)125130*********

最高转速(rpm)132001320012000881012800

峰值转矩(Nm)300315310360250

峰值效率（%）97%97%97%97%97%

功率密度(kW/kg) 4.30 4.56 4.20 4.60 3.80冷却方式水冷油冷水冷水冷水冷

电机图片

我国车用电机控制器技术水平对比Comparison of Technical Level of Inverter

对比项目国外典型控制器

产品1国外典型控制器

产品2

国外典型控制器

产品3

国内典型控制器

产品1

国内典型控制器

产品2

功率体积比密度

（kW/L）23.025.024.023.1@10s25.2@10s

功率重量比密度

（kW/kg）21.023.222.821.0@10s22.0@10s

峰值功率(kW)105105125125@10s260

（双电机控制器）直流电压范围(V)200~600V200~600V300~450V300~480V300~480V

峰值电流(A)350Arms350Arms400Arms450Arms450A/450A 模块封装形式定制化定制化定制化定制化定制化

逆变器图片

国内外驱动电机功率密度指标对比