驱动电机系统作为新能源车三大核心部件之一，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高车速等主要性能指标，而其技术、制造水平也直接影响了整车的性能和成本。

　　作为传统燃油车最大的竞争对手——新能源汽车,在政府与市场环境的双重支持下,近几年已经成为汽车行业的翘楚,虽然它众星捧月,但其中的核心技术(如电机驱动技术、轻量化技术、动力总成的模块化等等)还存在许多不足,未来的提升之路还很漫长,我们还需拭目以待。随着补贴大幅下降和续航里程、安全性等指标的大幅提升，未来我国新能源汽车驱动电机需要向小型轻量化、集成化、更高功率密度、更宽调速范围等趋势发展。

　　电机被誉为“工业之母”，是现代工业动力来源最重要的核心之一，从1821年法拉第发明世界上第一台电机算起，至今已有200年历史，是现代制造科学中最为灿烂耀眼的常青树。

　　电机的最初诞生时结构简单外貌平凡，但又潜力无限，彼时正值物理大厦拔地而起的初始阶段，电磁规律被不断发现和总结，法拉第正是这一领域的奠基宗师之一。在总结了电流的磁效应相关理论后，法拉第造了一台装置：电流通过基座上的线路，线路会绕着一个悬挂的磁铁不停转动。这个实验性质的设备就是世界上第一台电机，拉开了日后200年电机发展序幕。

　　1831年法拉第又发明了圆盘发电机，这是能够投入实用的首个电机装置，当年亨利对法拉第圆盘发电机进行了改良，使电磁铁能够以每分钟75个周期速度运动，这也是第一次展示了由磁极排挤和吸引产生的连续运动，是第一台能产生连续运动的旋转电动机。

　　1834年俄国科学家雅克比设计并制成了第一台实用的直流电机。同年美国人托马斯·达文波特制造出第一台直流电机驱动的电动车，要知道，直到60年之后，内燃机车才开始登场，虽然当下电动车看起来像是后起之秀，但实际上电动车的诞生可比内燃机车要早多了。

　　1866年西门子取得技术上的重大突破，制成了第一台使用电磁铁的自激发式大容量发电机，标志着高效电力时代的到来，这也被视为电学发展迈入了新的阶段。此后直流电机发展迅速，1880年爱迪生制造出了名为“巨像”的大型直流发电机，并与1881年在巴黎博览会上展出。随后，直流电机技术遇上瓶颈，交流电机开始登场，二相电机三相电机相继问世，其技术造型逐渐成形，现代电机雏形渐显。

　　发电机与电动机是同一种机械的两种不同功能，相传在1873年的维也纳工业博览会上，一名工人错误地将电线接在了运行的格拉姆发电机上，结果发电机转子改变方向，向着相反方向转动，成了电动机，从此以后，人们认识到了电机运行可逆现象，对日后的电机发展产生了极大影响。

　　到了1978年汉诺威贸易博览会上，德国 Rexroth公司正式推出 MAC永磁交流伺服电机和驱动系统，意味着新一代交流伺服技术登场，电机技术现代化迈入正轨，交流伺服电动机开始成为市场主流并延续至今。

　　据统计，2021年中国新能源汽车产销突破350万辆，同比增长1.6倍，连续7年位居全球第一，累计推广量已超过900万辆。新能源汽车在中国汽车产业高质量发展的战略选择和中国实现“双碳”目标的重要举措上具有举足轻重的地位。

　　低成本：目前，驱动电机的低成本策略主要实现方式有两种，包括减少稀土材料的使用量、减少稀土材料的浪费和优化电机结构等。

　　小型轻量化：驱动系统占纯电动汽车总质量的30%-40%，随着汽车轻量化要求的提高，电机小型轻量化发展也势在必行。目前，电机系统轻量化主要靠采用高性能材料、减少元器件数量、减低开关损耗、电容体积以及采用高密度封装、水冷等技术实现。

　　高功率密度：目前，功率密度已经成为电机设计的重要设计指标，到2020年，我国纯电动乘用车的电控功率密度需要达到35KW/L。总体来看，提高电机功率密度的方法，通常有三种：一是合理优化电机电磁设计包括散热系统、成型绕组、集中式绕组等结构的优化；二是采用高性能的电磁材料；三是适当提高电机的额定转速；四是提高电机的散热能力，

　　更宽调速范围：调速范围是衡量系统变速能力的指标，目前调速范围有两种表现方式：一是以调速系统实际可以达到的最低转速与最高转速之比表示，如1:100等；二是以最高转速与最低转速的比值(D值)表示，如D=100等，两者的本质相同。要求驱动电机在低速时速时输出大转矩，高速巡航时则需要具有恒功率输出特性。

　　高可靠性和安全性：车用电机的机械强度、抗震性、冷却技术、电气系统和控制系统都必须符合车辆安全性能的标准和规定。同时，电动汽车一般采用300V以上的高压供电，必须保证电气系统安全性，防止漏电和电机事故的发生。

　　高效性：据了解，按照目前的市场现状估算，全国电机效率每提高一个百分点，每年就可以节约260多亿千瓦电。如果电机系统效率提高5%-8%，每年节约的电量就相当于2-3个三峡水库的发电量。通过加大铁心外径、增加铁心长度、增大定子槽型尺寸、增加铜线重量等方式来提高电机效率。另外，还可以通过采用导磁性能好的硅钢片、优化电机槽形等方式来提高效率。

　　一体化：电机电控集成化发展需要考虑全方位的融合发展，还需要根据电动汽车的试用工况，做好设计及算法的精确度，从而制定一整套集成化的解决方案。总体来看，业内人士认为，未来电机及电控企业将转向动力总成解决方案提供商。目前，大多数电机企业将“电机+电控+减速器”为一体的电驱动总成系统当成重要趋势。据了解，电机、电控、减速器三合一产品有效提高集成化程度，还可以减少三相线的运用。另外，部分“多合一”的电控产品已经在电动汽车中投入应用，同时集成了传统汽车分立的空调压缩机、转向助力泵电机、气泵电机控制器，以及混合动力车型中采用的 BSG/ISG 电机等。

　　一般来说，电机的效率取决于电机的类型、大小、利用率，还取决于所用材料的质量和数量，从所有这些方面来看，需要使用能源和成本效益高的部件来开发电机。

　　软磁复合材料材料的电磁元件已经在这方面发挥了关键作用，与传统设计相比，实现了制造便携式、成本效益高、重量轻的可持续电机的可能性。通过实验对比，复合材料可在提高磁性时还具有较高的机械强度，这种组合的特性与商业产品的特性相匹配。

　　复合材料有两种或两种以上不同元素的组合，会产生与单个部件无关的具有独特特性的材料，它们大多具有多种优点，如独特的设计、强化的传热和更好的性能。复合材料除了在电机设计上有高自由度，另一个优点是集成功能的选择。与轻质金属材料相比，纤维增强塑料还提供了更多的自由度，通过这种自由度，材料和部件特性可能会受到影响。

　　RoshX是一家历经家族四代的中型企业，1921年成立于德国南部的沃林根，现已发展成为面向世界的跨国企业。作为工业自动化领域产品研发、生产和销售的专家，RoshX多年来为大量中高端设备制造商提供优质产品的技术与解决方案。

　　RoshX实现高效电机的第一个固有因素是集成轻量化技术，以较轻的材料替代与旧技术相关的组件，轻量化有助于我们实现这些目标。使用纤维增强塑料显示出更大的潜力，可以减轻电机的重量，还可以提高驱动系统的电气和机械性能。酚醛复合材料具有电气绝缘性和耐腐蚀性，可以用模具制造的单个塑料组件替换多个金属零件。

　　RoshX的纤维增强聚合物材料将有助于电机设计师实现冷却电机的功能，一种新的冷却概念允许使用聚合物制造电机外壳，电机的功率密度和效率也有所提高。电机和电池对电力驱动很重要，将导热轻质玻璃钢用于电机外壳，来实现电机高功率密度、轻量化配置和高效率的要求。

　　纤维增强聚合物材料用于制造带有金属销的外壳，以提高除冷却液套之外的整个厚度的导热性，如果设计得当，可以提高刚度，增强材料阻尼性能，并在重量较轻的情况下提高损伤容限。在电机和纤维复合材料连接的区域，可以实现更高的固有频率来增强的阻尼性能。使用高模量纤维，除了具有巨大的轻质潜力外，还可以实现低噪声。

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