前言

電動(dòng)汽車(chē)是實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域零排放的一項(xiàng)前景廣闊的全球戰(zhàn)略。更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和電池的改進(jìn)（成本更低、續(xù)航里程更長(zhǎng)）有助于電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。

三電是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。汽車(chē)傳統(tǒng)設(shè)備制造商本著可持續(xù)發(fā)展的理念，走在電動(dòng)汽車(chē)的前沿。

本文深入探討電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)領(lǐng)域的不同趨勢(shì)/發(fā)展。

推動(dòng)發(fā)展的因素有哪些？

縮小安裝空間、提高功率密度、優(yōu)化冷卻概念和增強(qiáng)可控性是電機(jī)創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)力，此外還有減少對(duì)稀土金屬的依賴，熱管理和電力電子等使能技術(shù)的創(chuàng)新。

汽車(chē)電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)不僅要受到汽車(chē)結(jié)構(gòu)尺寸的影響，還要滿足復(fù)雜工況下的運(yùn)行條件。電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)要求高效率、輕量化、高功率密度、體積小、可靠和低成本。

此外，電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)還必須適應(yīng)車(chē)輛頻繁啟動(dòng)、停止、爬坡、加速和減速的條件。這就要求汽車(chē)電機(jī)具有較寬的轉(zhuǎn)速范圍和較高的過(guò)載系數(shù)，以滿足低速或上坡時(shí)的高扭矩或低速低扭矩的性能要求。

新拓?fù)湓O(shè)計(jì)

軸向磁通電動(dòng)機(jī)

軸向磁通電機(jī)是新興的重要電機(jī)類(lèi)型之一，在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展勢(shì)頭日益強(qiáng)勁。與徑向磁通電機(jī)相比，軸向磁通電機(jī)在電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)上有許多優(yōu)勢(shì)。軸向磁通電機(jī)的磁通與旋轉(zhuǎn)軸平行（而徑向磁通電機(jī)的磁通與旋轉(zhuǎn)軸垂直）。軸向磁通電機(jī)可提供更大功率，同時(shí)重量密度更低。

在電梯和農(nóng)業(yè)機(jī)械等固定式應(yīng)用領(lǐng)域，該技術(shù)已使用多年，過(guò)去十年中，該技術(shù)已大幅度改進(jìn)，并應(yīng)用于電動(dòng)摩托車(chē)、機(jī)場(chǎng)集裝箱、運(yùn)貨卡車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)甚至飛機(jī)。

梅賽德斯展示出強(qiáng)烈的采用意愿，投資收購(gòu) YASA 。這意味著廠商對(duì)軸向電機(jī)在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生了更大的興趣。戴姆勒將在即將推出的 AMG 電動(dòng)平臺(tái)中使用 YASA 電機(jī)，雷諾已與 WHYLOT 合作，從 2025 年開(kāi)始在混合動(dòng)力汽車(chē)中使用軸向磁通電機(jī)。

軸向磁通電機(jī)的功率密度通常超過(guò) 6Kw/kg，且效率很高。

該技術(shù)在未來(lái)幾年有望出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)，尤其是在高性能汽車(chē)和對(duì)功率密度要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：扭矩密度要求高且空間有限的應(yīng)用

關(guān)鍵挑戰(zhàn)：生產(chǎn)和熱問(wèn)題

輪轂電機(jī)

新出現(xiàn)的電機(jī)配置之一是采用直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的"輪內(nèi)電機(jī)或輪轂電機(jī)"。它既可以是徑向磁通電機(jī)，也可以是軸向磁通電機(jī)。有幾家公司將其開(kāi)發(fā)的電機(jī)稱之為輪轂電機(jī)，但這只是概念，大多數(shù)都安裝在遠(yuǎn)離車(chē)輪的位置，不如Eco-move Q 輪、日產(chǎn)葉片滑翔機(jī)概念等。Protean Electric、Elaphe 等公司是 IWM 的主要倡導(dǎo)者。

采用輪轂電機(jī)的公司：

Aptera Motors 發(fā)布了高效的 Aptera，一款采用Elaphe 輪轂電機(jī)的封閉式太陽(yáng)能三輪車(chē)；

Lightyear 發(fā)布了一款采用輪轂電機(jī)的太陽(yáng)能汽車(chē)Lightyear One；

Lordstown Motors 發(fā)布了一款四輪驅(qū)動(dòng)皮卡車(chē)Lordstown Endurance，采用 Elaphe發(fā)動(dòng)機(jī)；

以色列初創(chuàng)公司 REE 發(fā)布了一款 Corner 模塊，該模塊將發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)、懸掛、軟件和電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)合在一起，并計(jì)劃將這四個(gè)模塊用于汽車(chē)運(yùn)輸和皮卡；

豐田的子公司日野汽車(chē)在 2019 年?yáng)|京車(chē)展上展示了一款名為"FlatFormer "的 6×6 卡車(chē)底盤(pán)概念車(chē)，采用了類(lèi)似的技術(shù)。

開(kāi)關(guān)式磁阻電機(jī)

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)在零容錯(cuò)應(yīng)用中經(jīng)過(guò)數(shù)十年的可靠性測(cè)試，且不含稀土，正在成為電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用的新興替代產(chǎn)品。電力電子技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新進(jìn)展正在推動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)入新的高能效應(yīng)用領(lǐng)域。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)技術(shù)的一些重要發(fā)展包括：

Enedym Inc. 獲得 1500萬(wàn)美元投資，以加快業(yè)務(wù)計(jì)劃的實(shí)施；

Turntide Technologies 籌集了 2.25 億美元，并收購(gòu)了三家公司，以加快其市場(chǎng)化進(jìn)程；

Advanced Electric Machines 公司開(kāi)發(fā)了HDSRM（高密度開(kāi)關(guān)磁阻機(jī)），目標(biāo)市場(chǎng)是商用車(chē)領(lǐng)域。

SynRM-IPM

SynRM-IPM 已成為汽車(chē)行業(yè)小型電動(dòng)汽車(chē)細(xì)分市場(chǎng)中另一種極具吸引力的電機(jī)類(lèi)型。與其他牽引電機(jī)相比，它能提供更大的扭矩，同時(shí)由于空氣屏障，凸極效應(yīng)增強(qiáng)，轉(zhuǎn)速提升。

SynRM-IPM 是內(nèi)部永磁電機(jī)類(lèi)型和同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子類(lèi)型的組合，在低速和高速高效電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了更理想的特性。在同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中加入永磁體的優(yōu)點(diǎn)是提高了電機(jī)功率因數(shù)，從而降低了電機(jī)定子歐姆損耗。

SynRM-IPM 的構(gòu)造包括在 SynRM 的一些空隙中放置小型永久磁鐵（通常是較簡(jiǎn)單的鐵氧體磁鐵），以利用磁力和磁阻扭矩，同時(shí)最大限度地降低成本和反電動(dòng)勢(shì)，從而減少永磁電機(jī)高速低效的弱點(diǎn)。

特斯拉 Model 3 配備了 SynRM-IPM 電機(jī)。特斯拉不是第一個(gè)使用這種電機(jī)的公司，但其版本被認(rèn)為是最好的電機(jī)之一。特斯拉的創(chuàng)新之處在于采用了分段式磁鐵（由四個(gè)部分組成，而不是常見(jiàn)的單塊實(shí)心磁鐵）。這有助于減少渦流，降低磁鐵過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)。原始設(shè)備制造商已將 SynRM-IPM 用于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)。

審核編輯：湯梓紅