《新能源汽车驱动电机技术年度跟踪报告（2019年）》是电动汽车产业技术创新战略联盟（以下简称“联盟”）2019年共性技术课题研究成果，由联盟驱动电机专业委员会研究编制，是国内外车用驱动电机技术进展及发展趋势的年度性跟踪报告。报告主体框架包括：

• 国内外新能源汽车驱动电机技术发展现状

• 国内外车用电机控制器技术进展

• 国内外乘用车电驱动总成技术进展

• 国内外商用车电驱动总成技术进展

• 国内外轮毂电机总成技术进展

• 新能源汽车驱动电机系统技术发展趋势评述

报告部分成果

01

国内外新能源汽车驱动电机技术发展现状

高速、高密度、高效、低振动噪音、低成本是新能源汽车驱动电机产品和技术发展的重要方向。我国驱动电机重量比功率已达到4.0kW/kg以上，功率密度、效率等技术指标与国外同类产品相当。

• 高效高密度是驱动电机技术方向，扁导线定子扩大应用。发夹式绕组/扁导线绕组电机因具有高槽满率和低直流电阻，在中低速运行区域较圆导线电机具有效率优势。扁导线绕组工艺增加铜的填充量，槽满率提高15%以上，同时与定子有效接触面积增大，绕组温升比圆线电机低10%，散热和热传导性能更好。国外电装、博世及博格华纳等企业开发并量产了扁导线驱动电机产品。国内精进电动、深圳汇川、天津松正和上海电驱动等企业研制了发夹式绕组结构的驱动电机样机，部分产品已搭载整车上市。精进电动研制的发夹式绕组电机，功率密度达到4.4kW/kg以上。

• 在高性能永磁体材料方面，丰田汽车、通用汽车等企业开始研究采用混合磁体（含铁氧体）部分替代钕铁硼材料，低重稀土永磁材料已经实现批量应用；国内部分企业研制出采用晶界扩散的低重稀土永磁材料，并实现应用。在导磁和导电材料方面，我国研制了0.2-0.3mm系列化硅钢片，导磁和铁耗等性能较同类产品有所提升。在绝缘材料方面，我国研制出了车用驱动电机应用的耐电晕漆包线、绝缘浸渍树脂、绝缘柔软复合纸和高导热灌封材料等绝缘产品。

02

国内外车用电机控制器技术进展

高效、高密度、高EMC性能是新能源汽车电机控制器技术发展的重要方向。目前，主要通过采用电力电子集成技术有效地减小控制器的重量和体积，提高功率密度和降低制造成本。

• IGBT芯片双面焊接和系统级封装是当前国外电机控制器主要的封装形式。我国IGBT车用标准模块封装（如HP1、HP2、HPDrive）已攻克封装设计和工艺技术，封装性能和可靠性水平接近国际先进水平。精细沟槽栅技术是IGBT器件的主要技术方向。

• SiC器件具有高温、高效和高频特性，可显著提升电驱动系统的效率、功率密度和开关频率。丰田汽车、日立集团和电产公司推出了全SiC PCU，并进行整车搭载试验。特斯拉汽车Model 3电驱系统正式搭载了SiC MOSFET功率模块。国内企业也研制出了1200V/50A SiC DMOSFET器件，加速追赶国际先进水平。

03

国内外乘用车电驱动总成技术进展

驱动电机、电机控制器与减速器深度集成的电驱动一体化总成是乘用车领域现阶段发展的主要方向。我国乘用车电驱动总成开发进程与国外基本同步。

• 美国：特斯拉Model 3三合一集成电驱动系统采用平行轴T型结构，总成重量为90kg，峰值功率为165kW，三合一总成功率密度达到1.83kW/kg。

• 欧洲：宝马汽车第四代电驱动系统集成电机、减速器和功率电子装置，总重量80.5kg，电机输出功率125kW，电机功率密度3.81kW/kg。第五代电驱动系统从轻量化、功率密度、成本、工艺和宽禁带半导体应用等方面进行了提升，预计2020年量产。

• 日本：电产公司“三合一”驱动系统E-Axle采用平行轴品型机构，总重量为83kg，电机输出功率150kW，功率密度1.81kW/kg。

• 国内：一汽集团、长安汽车、比亚迪、蔚来汽车、精进电动、上海电驱动等企业均推出“三合一”驱动系统，技术水平与国外相当。如精进电动开发的“三合一”驱动系统，总重约95kg，电机转速16000rpm，最高功率160kW。

04

国内外商用车电驱动总成技术进展

• 多合一电驱动系统：博世研发的平台化多合一驱动产品，体积较传统动力总成系统减少20%，可实现输出功率50kW-300kW，扭矩1000Nm-6000Nm；采埃孚三合一电驱动系统，转速21000rpm，扭矩1700Nm，峰值功率90kW。国内企业开发的应用于公交车的多合一驱动系统，将电机与行星减速器进行集成，系统扭矩密度达20Nm/kg，比传统直驱电机体积减小15%。

• 分布式轮边驱动系统：可满足商用车低地板要求，增加通道宽度，效率高于传统集中驱动。采埃孚公司的轮边驱动系统，通道宽度可达540mm，适用于12米和18米的公交车。郑州宇通开发分布式动力系统集成了电机、减速器和独立悬架，通道宽度可达680mm，已应用于12米电动客车上。

05

国内外轮毂电机总成技术进展

轮毂电机构型方案主要分为减速轮毂电机与直驱轮毂电机两类。

• 减速轮毂电机：减速轮毂电机体积较小，布置方式和位置比较灵活，可与整车其他结构进行集成。日本丰田汽车、NTN公司、NSK公司等企业主要研发减速轮毂电机，分别采用行星齿轮方案、摆线式齿轮方案和多级圆柱齿轮方案。丰田汽车研发的减速轮毂电机峰值功率为40kW，峰值转速为14400rpm。

• 直驱轮毂电机：欧洲直驱轮毂电机技术相对成熟，Protean轮毂电机公司、Elaphe公司、e-Traction公司和舍弗勒等企业主要研发直驱轮毂电机，各企业的直驱轮毂电机方案主要区别于制动器的集成方案上。国内企业开发的直驱轮毂电机，峰值功率为182kW，单电机最大扭矩为6000Nm，已应用于欧洲部分大巴车和公交车上。

课题背景介绍
 

为推动电动汽车产业技术进步，电动汽车联盟成立以来持续开展电动汽车关键零部件及共性技术研发工作，建立了“需求导向、共同投入、成果共享”的合作创新研发机制，即联盟成员单位共同投入研发经费、共同研究、成果共享。截至目前，联盟已开展了电动汽车相关37项关键零部件及共性技术课题研究（其中2019年12项课题研究），并在联盟成员单位进行共享。近期，联盟将通过公众号分享2019年部分研究成果。

2020年，联盟围绕电动汽车整车及动力电池安全技术，将继续启动4项课题研究工作：

• 电动汽车电池系统安全风险监测及故障预警规范研究（运行过程/充电过程）

• 电动汽车动力电池产品质量通用规范研究

• 纯电动乘用车整车下落试验评价规范研究

• 纯电动乘用车底部抗碰撞能力要求及试验方法研究

感兴趣的单位可与联盟秘书处联系：

刘国芳，010-50911051，lgf@sae-china.org