編者語：電動汽車用電機驅動係統不同於普通的風機、shuibengdenggongyeyingyong。shoudaocheliangkongjianxianzhiheshiyonghuanjingdeyueshu，qicheyaoqiudianjiqudongxitongyougenggaodexingneng，tijizhongliangbimidugenggaodeng。weimanzuyishangyangeshenzhikekedeyaoqiu，車用電機驅動係統技術的發展趨勢基本可以歸納為永磁化

、數字化和集成化。

   汽(qi)車(che)要(yao)求(qiu)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)有(you)更(geng)高(gao)的(de)性(xing)能(neng)，更(geng)高(gao)的(de)體(ti)積(ji)重(zhong)量(liang)比(bi)密(mi)度(du)，更(geng)高(gao)的(de)耐(nai)受(shou)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)，並(bing)且(qie)能(neng)經(jing)受(shou)高(gao)強(qiang)度(du)的(de)振(zhen)動(dong)以(yi)及(ji)更(geng)低(di)成(cheng)本(ben)等(deng)。為(wei)滿(man)足(zu)以(yi)上(shang)嚴(yan)格(ge)甚(shen)至(zhi)苛(ke)刻(ke)的(de)要(yao)求(qiu)，車(che)用(yong)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)基(ji)本(ben)可(ke)以(yi)歸(gui)納(na)為(wei)永(yong)磁(ci)化(hua)、數字化和集成化。

   電動汽車用電機驅動係統不同於普通的風機、水shui泵beng等deng工gong業ye應ying用yong。受shou到dao車che輛liang空kong間jian限xian製zhi和he使shi用yong環huan境jing的de約yue束shu，汽qi車che要yao求qiu電dian機ji驅qu動dong係xi統tong有you更geng高gao的de性xing能neng，體ti積ji重zhong量liang比bi密mi度du更geng高gao，耐nai受shou環huan境jing溫wen度du範fan圍wei更geng高gao(冷卻液入口溫度>105℃)，能經受高強度的振動以及成本更低等。為滿足以上嚴格甚至苛刻的要求，車用電機驅動係統技術的發展趨勢基本可以歸納為永磁化、數字化和集成化。
 
   永磁化提供高效率 

   永磁電機具有效率高、比功率大、功率因數高、可ke靠kao性xing高gao和he便bian於yu維wei護hu等deng優you點dian，采cai用yong矢shi量liang控kong製zhi的de變bian頻pin調tiao速su係xi統tong，可ke使shi永yong磁ci電dian動dong機ji具ju有you寬kuan廣guang的de調tiao速su範fan圍wei，因yin此ci
，以yi豐feng田tian汽qi車che和he本ben田tian汽qi車che為wei代dai表biao的de國guo際ji化hua製zhi造zao商shang以yi及ji國guo內nei一yi汽qi、東風
、長安、奇瑞等廠商均在其電動汽車中采用了永磁電機方案，推動了車用電機向永磁化方向發展。 

   永磁電機的主要材料、部件是釹鐵硼磁鋼、電工鋼和高速軸承。進入21世紀以來
，我國磁性材料產業年增長率超過20%。據初步統計，2004年燒結釹鐵硼永磁達到27510噸(占全球總量的81%)，黏結釹鐵硼永磁達到1350噸(占全球總量的35%)。作為製造電機鐵芯的材料
，電工鋼帶是使用最普遍的重要磁性材料
，是車用電機高效、高功率密度的保障，其成本占到了電機本體成本的20%左右。據報道日本住友電工生產的0.27mm厚電工鋼帶已用在混合動力驅動電機上

，我國寶鋼集團在“863”課題支持下，從2008年nian起qi開kai展zhan了le電dian動dong汽qi車che驅qu動dong電dian機ji用yong電dian工gong鋼gang帶dai研yan發fa
，我wo國guo車che用yong驅qu動dong電dian機ji係xi統tong可ke望wang在zai近jin期qi采cai用yong國guo產chan的de高gao效xiao電dian工gong鋼gang帶dai。另ling外wai，要yao保bao證zheng電dian動dong汽qi車che曆li經jing20餘萬公裏、經受嚴寒酷暑仍然可以運行，車用電機高速軸承仍需要投入開發，目前我國所研製的車用驅動係統大多采用進口的高速軸承。 

  逆變器數字化是趨勢 

   在zai電dian動dong汽qi車che中zhong

，由you燃ran料liao電dian池chi或huo蓄xu電dian池chi提ti供gong的de直zhi流liu電dian能neng
，通tong過guo一yi個ge或huo多duo個ge逆ni變bian器qi將jiang其qi轉zhuan換huan成cheng交jiao流liu電dian能neng驅qu動dong永yong磁ci電dian機ji運yun動dong
，其qi中zhong車che用yong電dian機ji驅qu動dong控kong製zhi器qi由you逆ni變bian器qi和he電dian機ji的de控kong製zhi電dian路lu構gou成cheng。到dao目mu前qian為wei止zhi
，由you於yu電dian動dong汽qi車che的de直zhi流liu電dian壓ya大da多duo低di於yu600V，逆變器都采用三相兩電平結構和1200V以下的IGBT模塊，其中逆變器的核心器件IGBT和電容的成本占到了電機驅動控製器成本的50%以上。在混合動力汽車應用中，為了簡化冷卻係統、降低整車成本，對車用電機驅動係統提出了冷卻液入口溫度大於105℃的要求
，這個要求除提高了電機絕緣等級和釹鐵硼磁鋼的等級外

，市場上廣泛使用的150℃結溫IGBT不能滿足要求，需要使用175℃結溫IGBT，並仔細設計高換熱效率的散熱器係統。

   逆變器控製係統數字化也是未來電機驅動技術發展的必然趨勢。數字化不僅包括驅動控製的數字化、驅動到數控係統接口的數字化，而且還應該包括測量單元數字化。隨著微電子學及計算機技術的發展，高速、高集成度
、低成本的專用芯片以及數字信號處理器(DSP)等的問世及商品化，使全數字的控製係統成為可能。

   用軟件最大限度地代替硬件
，除完成要求的控製功能外，還應該具有保護、故障監控
、自診斷等其他功能。 

   係統集成化降低成本 

   電機驅動係統的集成化包括兩個方麵：1.機電集成。其一是車用電機與發動機集成構成混合動力發動機總成，如本田的ISA係統
；其二將車用電機與變速箱集成
，如豐田混合動力係統THS。總之
，車用電機與汽車發動機或變速箱集成的方向發展有利於減小整個係統的重量和體積
，有效降低係統製造成本。2.將電動汽車驅動控製器的開關器件、電路、控製、傳感器、dianyuanhewuyuanqijiandoujichengdaobiaozhundemokuaizhonggouchengdianlidianzizujian
，zhezhongjichengfangfakeyijiaohaodijiejuebutonggongyidedianluzhijiandezuhehegaodianyagelidengwenti
，juyoujiaogaodejichengdu
，yekeyibijiaoyouxiaodijianxiaotijihezhongliang，danmuqianhaicunzaifenbucanshu、電磁兼容、傳熱等具有較高難度的技術問題，並且尚不能有效地降低成本，達到更高的可靠性。
 
   從上世紀90年代以來，我國車用電機驅動係統的研發就得到了來自政府各方麵的重視和支持，通過在電動汽車中的應用，驗證了技術、鍛煉了隊伍。1999年末，中科院電工所


、huazhongkejidaxuehehaerbingongyedaxuefenbieyanfachuquanshuzihuashiliangkongzhidecheyongjiaoliuyibudianjiqudongxitonghekaiguancizuqudongxitong，qijishushuipingdadaoledangshiguojixianjinshuiping。jinru“十五”yihou，guojiaheqiyetourujinyibujiada，cheyongdianjidefazhankuaisucongjishuyanjiuxiangchanpinkaifafangxiangfazhan，yongxianchushanghaidianqudongyouxiangongsi，zhuzhounancheshidaidiandongqichegufenyouxiangongsidengzhuanyeyanfashengchancheyongdianjiqudongxitongdechanyehuagongsi，shanghaidianqudongyouxiangongsihaiyubaoshangangtiechang
、寧波韻升高科磁業有限公司等關鍵材料部件生產廠商密切合作，形成了有利於提高產品品質、降低成本的產業鏈。在功率半導體方麵，除Infineon
、Semikron和(he)三(san)菱(ling)這(zhe)樣(yang)的(de)國(guo)際(ji)功(gong)率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)芯(xin)片(pian)和(he)封(feng)裝(zhuang)廠(chang)商(shang)一(yi)如(ru)既(ji)往(wang)地(di)積(ji)極(ji)開(kai)拓(tuo)中(zhong)國(guo)市(shi)場(chang)外(wai)
，嘉(jia)興(xing)斯(si)達(da)半(ban)導(dao)體(ti)有(you)限(xian)公(gong)司(si)和(he)江(jiang)蘇(su)常(chang)州(zhou)宏(hong)微(wei)科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司(si)等(deng)我(wo)國(guo)本(ben)土(tu)功(gong)率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)也(ye)開(kai)始(shi)投(tou)入(ru)車(che)用(yong)驅(qu)動(dong)模(mo)塊(kuai)的(de)研(yan)發(fa)。因(yin)此(ci)
，我(wo)們(men)有(you)理(li)由(you)相(xiang)信(xin)，利(li)用(yong)我(wo)國(guo)在(zai)稀(xi)土(tu)材(cai)料(liao)
、電機和電力電子製造等方麵的優勢，車用電機驅動係統技術和產業的發展將成為我國電動汽車推廣的強大驅動力之一。