纯电动汽车与内燃机汽车技术的主要区别所在就是“三电”技术——电池技术、电机技术、电控技术，其中，驱动电机是纯电动汽车的核心零部件。由于工作环境及应用要求差异巨大，纯电动汽车对驱动电机的要求远高于工业电机。纯电动汽车对驱动电机在封装尺寸、工作环境、可靠性、冷却方式、控制系统、功率密度以及性价方面都有较高的要求。

驱动电机在纯电动汽车底盘的位置如图1-38所示。驱动电机必须达到如下技术条件：

（1）低速大扭矩、高速宽调速。满足纯电动汽车加速和爬坡性能，要求电机在低速时输出大扭矩，高速巡航时具有恒功率输出和较小的转矩，因而电机需要具有宽调速范围。

（2）高密度、轻量化。安装空间和整车重量受限制。

（3）高效率。根据节能与新能源汽车产业发展规划要求，纯电动汽车电机效率至少应该达到“电驱动系统功率密度达到2.5 kW/kg以上”这一标准。

（4）能实现能量回馈。车辆减速或制动时将车辆的能量部分回收，再生制动回收的能量一般可达总能量的10%～15%。

（5）控制精度高，动态响应快。适应路面快速变化的工况。

（6）可靠性与安全性。各种动力电池组和电动机的工作电压可达300 V以上，电气系统安全性和控制系统的安全性都必须符合相关车辆电气控制的安全性能标准和规定。

（7）高电压，低成本。在允许的范围内尽可能采用高电压，可以减小电动机尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。

图1-38　驱动电机在纯电动汽车底盘的位置

纯电动汽车驱动电机经历了一个较长的发展过程，从最初的直流电机，到后来的交流异步电机、永磁同步电机，最新的开关磁阻电机也在快速发展，而直流电机已经逐渐被淘汰。纯电动汽车驱动电机主要采用交流异步电机和永磁同步电机。欧美车企使用异步电机较多，永磁同步电机受日系车青睐。稀土永磁电机成为国内发展电动汽车的首选，由于中国稀土储量极丰富，预计永磁电机将在较长时间内占据纯电动汽车的较多电机市场。但是，当中国大力发展稀土永磁电机时，欧美国家的一些电动汽车电机却走上了另一条异步感应电机的技术路线，因此，国内对于异步感应电机的研究也一直在推进。

驱动电机（见图1-39）系统是纯电动汽车三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。

驱动电机是纯电动汽车的动力装置，它依据电磁感应原理实现电能转换，在电路图中用字母M表示。它的主要作用为产生旋转运动，作为用电设备或各种机械的动力源。电机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮的工作装置。但直流电机由于存在换向火花，功率小、效率低，维护保养工作量大；随着电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电机（BLDCM）、开关磁阻电机（SRM）和交流异步电机所取代，如无外壳盘式轴向磁场直流串励电机。

图1-39　驱动电机(www.daowen.com)

1.永磁开关磁阻电机

特斯拉Model 3采用的驱动电机是永磁开关磁阻电机，其有前后电机配置，前电机是交流感应电机，后电机是永磁辅助的开关磁阻电机。后电机的功率略小，Model 3后电机的额定功率是195 kW，峰值功率是300 kW，最大转矩估计是400 N·m。

这台电机仍然采用三合一的动力总成结构，单速比减速箱。相比于前一代产品，从蓄电池到轮子的驱动系统效率提高了6%，达到了89%，蓄电池电压400 V，短时最大放电电流1 000 A。效率的提升，主要归功于电机的升级。值得一提的是，其转子采用了永磁同步电机常用的V字斜极结构。

天下没有新鲜事，Model 3这种电机其实也不是新物种，而是在1955年就已发明的一种电机，英文叫Flux-Switching Permanent Magnet Mechine（FSPM）。自发明以来，这种电机一直是不温不火，游走在大众视野边缘。但近十年来，情况发生了变化，无论国内还是国外，学术界都在讨论、研究这种电机在电动汽车领域内的应用。

为什么有了永磁同步电机还要研究这种新电机呢？因为这种电机具备一系列永磁同步电机不具备的优点：无论结构还是电磁特性，这类电机都特别适合高速运行，尤其是高速弱磁场合运行，刚好这符合乘用车电机系统发展的趋势。

2.永磁开关磁阻电机的突出优点

FSPM的一大优点在于它改装后的能力。FSPM面向车用驱动的应用改装，其中一个方向就是在定子上再加装一套励磁绕组，构成混合励磁结构。

装了励磁绕组是有用处的，励磁绕组里只需要通入直流电就可以调节磁场了，当需要增强磁场时通入正电流；当需要弱磁时，通入负电流，励磁磁场就和永磁磁场相互抵消，如此构成了一个磁通可调的机构。低速爬坡时，磁场增强，转矩上升爬坡能力马上提高。高速时，磁场减弱，高速范围大幅度扩大。

永磁同步电机的弱磁困难问题，是影响其高速效率的主要原因。永磁同步电机为什么弱磁困难？这和它的磁极结构有关。为了抑制反电动势随转速的过快增长，永磁同步电机的弱磁场需要抵消部分永磁体磁场，因此弱磁场是和永磁体磁场方向相反的。以V字结构磁极为例，主要的磁路是穿过永磁体，而永磁体不导磁就会导致磁路磁阻很大，需要注入较多的去磁电流。虽然也有一路辅助漏磁路，能绕开永磁体，使磁路更流畅（这也是IPM比SPM更适合弱磁的原因）。但漏磁路的磁桥也很容易饱和，其漏磁量不能占到大多数。总的来说，弱磁磁路磁阻较大引起了永磁同步电机的弱磁困难。而FSPM就没有这种苦恼，它的弱磁磁路刚好和永磁同步电机相反，主磁路不经过永磁体，辅助磁路经过永磁体。

有人提出永磁同步电机也可以加装励磁绕组。确实也可以，但因为永磁体在转子侧，对等的励磁绕组也要装在转子侧，这就要解决励磁绕组旋转换向的问题，需要电刷滑环，可靠性无法接受。如果装在定子侧，就不能加直流电了，而要加入交流矢量电流，形成旋转磁场，这又需要复杂的磁场定向控制技术，相对于FSPM的直流标量控制来说太复杂。

从结构角度来讲，永磁开关磁阻电机转子结构更简单，无应力集中区域，更容易做成高速转子。这就是永磁开关磁阻电机在车用驱动领域受人关注的主要原因。

蔚来ES6车型的首发纪念款和性能版上采用了全新的前置永磁同步电机，而特斯拉Model 3把永磁同步电机后置了。蔚来的这种做法也是为了保证车辆能获得更大的后驱输出动力。

蔚来的240 kW高性能电机，与传统的内燃机相比，电机由于没有怠速，不会产生任何车辆静止时的额外能耗，并且拥有十分线性的动力输出曲线：在0～5 500 r/min范围内，均可输出420 N·m最大扭矩，并且在5 000～6 000 r/min间，整个电机的功率和扭矩输出几乎都能够达到峰值，这意味着在对应的60～80 km/h时速下，只要驾驶者需要，车辆就能够带来远超内燃机汽车的加速表现。

这样的表现离不开蔚来的240 kW电机选用的铜转子技术，铜转子的导热性相比铝转子高出了40%，有效提升了转子效率并减少损耗；同时，在EDS车间内，铜转子装配、激光熔焊、车削及动平衡、绕嵌线一体化、定子电加热浸漆、涂胶以及在线动态性能测试等均采用全自动化生产，配合精准可视化的监控，确保产品品质且全程可追溯。

此外，ES8所采用的减速箱是国内首个大输入功率减速箱，它拥有9.6的传动比和15 000 r/min的最高转速，它拥有恒定速比专利，不仅可以降低电机转速，提高扭矩，在制造工艺方面，还做到了齿轮高精度贴合，从而确保了NVH特性。与此同时，“三合一”高度集成的电驱动单元（PEU，GB，EM），有效实现了整套动力系统的轻量化，明显减小体积并降低振动。在热管理方面，“三合一”电驱动单元内部的双向流动技术与整车热管理系统连接，确保了双功率模块的有效散热。