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新能源汽車(chē)采用電動(dòng)機(jī)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力輸出部件。隨著新能源汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)寬調(diào)速范圍、高功率密度、高效率等性能要求的提高，稀土永磁體勵(lì)磁的永磁同步電機(jī)技術(shù)逐漸取代傳統(tǒng)直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)作為新能源汽車(chē)的主流驅(qū)動(dòng)電機(jī)解決方案。但是，隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率密度和效率的不斷提高，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)工藝制造的永磁同步電機(jī)也逐漸難以滿(mǎn)足當(dāng)前市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需求，各大傳統(tǒng)主機(jī)廠和新興造車(chē)勢(shì)力迫切需要尋找新的技術(shù)解決方案。

　　(一)扁銅線技術(shù)

　　發(fā)卡式 ( 也稱(chēng)為扁銅線 ) 采用發(fā)卡式定子繞組可以提高電機(jī)定子的槽滿(mǎn)率，從而提高電機(jī)的功率密度。此外，發(fā)卡式定子繞組的端部尺寸較短，因而擁有更低的銅損以及更好的散熱性能。當(dāng)前該類(lèi)電機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備和專(zhuān)利，主要由日本、意大利和德國(guó)等傳統(tǒng)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)所引領(lǐng)。從 2018 年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)的深圳市匯川技術(shù)有限公司、松正電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)股份有限公司等電動(dòng)汽車(chē)零部件供應(yīng)商也陸續(xù)發(fā)力，推出了自己的扁銅線電機(jī)產(chǎn)品。

　　然而，相對(duì)于傳統(tǒng)圓銅線繞組而言，扁銅線繞組的高頻趨膚效應(yīng)顯著。對(duì)于大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)，發(fā)卡式定子繞組帶來(lái)的環(huán)流損耗也更加突出 。發(fā)卡式繞組的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，扁銅線彎折后絕緣層容易損壞產(chǎn)生缺口或破面。降低發(fā)卡式定子繞組的趨膚效應(yīng)和渦流損耗是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。提高發(fā)卡式定子繞組的材料加工技術(shù)和制造精度將有利于該項(xiàng)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的推廣。

　　(二)多相永磁電機(jī)技術(shù)

　　多相電機(jī)在輸出相同功率時(shí)的母線電壓低于傳統(tǒng)的三相電機(jī)，且具有更小的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和更強(qiáng)的容錯(cuò)能力 ，因此適用于對(duì)噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度(NVH)要求高的新能源汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng) 。以雙三相永磁同步電機(jī)為例，電機(jī)的兩套繞組在空間上相距 30° 電角度，消除了 5 次與 7 次諧波磁勢(shì)，大大減少了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) 。同時(shí)，雙三相永磁同步電機(jī)兩套繞組采用隔離中線設(shè)計(jì)，相比4 相與 5 相電機(jī)，降低了系統(tǒng)的階次，便于分析與控制，在電機(jī)與控制器發(fā)生故障時(shí)，控制算法不需要大的更改即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的容錯(cuò)運(yùn)行控制，因此雙三相永磁同步電機(jī)也成為了新能源汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)。

　　(三)永磁同步磁阻電機(jī)技術(shù)

　　永磁同步磁阻電機(jī)是“永磁同步電機(jī) + 磁阻電機(jī)”的融合，與傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)相比，其永磁體磁鏈較小、磁阻轉(zhuǎn)矩較大，是一種少稀土 / 無(wú)稀土永磁電機(jī)方案。同時(shí)，其不但擁有很高的扭矩電流比、很高的功率密度、較低的磁飽和問(wèn)題，還具有更寬廣的高效率調(diào)速范圍。因此，該技術(shù)路線已經(jīng)被應(yīng)用于寶馬公司的 i3 和 i8 系列車(chē)型。

　　永磁同步磁阻電機(jī)是當(dāng)前行業(yè)界普遍看好的技術(shù)路線。但是其也面臨著轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、制造工藝復(fù)雜、制造設(shè)備成本高、最優(yōu)電流角度變化大等問(wèn)題，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，該技術(shù)的發(fā)展對(duì)于一些嚴(yán)重依賴(lài)廉價(jià)稀土永磁體、研發(fā)能力和制造加工能力差的企業(yè)將是不小的沖擊。

　　(四)輪轂電機(jī)技術(shù)

　　輪轂電機(jī)的形式多樣，但國(guó)內(nèi)外的研究多集中在外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī) 。輪轂電機(jī)的應(yīng)用能夠給新能源汽車(chē)帶來(lái)一系列明顯優(yōu)勢(shì)：省掉了變速器、傳動(dòng)軸、差速器等機(jī)械傳動(dòng)部分，可以實(shí)現(xiàn)四輪分布式驅(qū)動(dòng)，且留下更多的底盤(pán)空間給電池包。但是，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輪轂化目前還面臨著一系列新的挑戰(zhàn)，比如：大大增加了簧下質(zhì)量和車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、較難處理電機(jī)的防水和防塵問(wèn)題、散熱問(wèn)題和較復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)控制算法等 [16]。當(dāng)前，Protean、Elaphe 等國(guó)外企業(yè)推出了一系列產(chǎn)品樣機(jī)(見(jiàn)圖 3)，并和國(guó)內(nèi)亞太機(jī)電股份有限公司、萬(wàn)安科技股份有限公司等企業(yè)進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化合作。而國(guó)內(nèi)以湖北泰特機(jī)電有限公司為首的企業(yè)也緊隨其后推出了一系列針對(duì)大型商用車(chē)輛和特種車(chē)輛的輪轂電機(jī)方案。

　　(五)永磁體散熱技術(shù)

　　永磁體性能的穩(wěn)定對(duì)于車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出性能具有至關(guān)重要的作用。而工作溫度的升高往往會(huì)永磁體產(chǎn)生退磁，從而降低驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力。過(guò)高的永磁體工作溫度還會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高效率運(yùn)行區(qū)域縮小、功率因數(shù)減小 。針對(duì)該問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在永磁電機(jī)的永磁體溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)方面做了較多理論研究 。但是在新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，使用性能穩(wěn)定的低成本溫度傳感器來(lái)提供必需的溫度監(jiān)測(cè)功能依然是當(dāng)前唯一的可靠選擇。

　　目前針對(duì)電機(jī)散熱方式的研究，往往都是基于定子和端部繞組的分析，若能從電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度來(lái)研究電機(jī)的散熱結(jié)構(gòu)和散熱方式，對(duì)于提高新能源汽車(chē)的動(dòng)力穩(wěn)定性有重要意義。此外，研制應(yīng)用于高功率密度電機(jī)的耐高溫永磁體則能從根本上解決永磁體高負(fù)荷、高溫工況下的磁性能退化問(wèn)題。