1永磁同步电机
永磁同步电机高效化技术：从额定指标来讲，无论是电机和电控效率已经非常高了，最高效率点能达到94%-97%。但额定高效只能反应部分性能，在峰值功率和高速工况下，电机的效率仍然有很高提升空间，需通过不同的技术手段来提高驱动电机的效率。
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从电机高效率运行、调速范围、功率密度、控制性能及成本等特点综合考虑，永磁电机产品拥有更强的竞争力，是目前新能源汽车电机主流方案。
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异步电机的优点是成本低、工艺简单，且能忍受大幅度工作温度变化，但缺点是异步电机的重量和体积偏大，续航里程较短，主要用于空间要求较低、且速度性能要求不高的电动客车、物流车、商用车等车型中；
开关磁阻电机作为一种新型电机，结构最为简单，同时适用于恶劣环境，但其控制系统设计最为复杂，且在实际运转过程中，电机本身发出较大噪音以及震动，在负载运行下尤为明显；
永磁电动机具有较高的功率及质量比，体积更小，质量更轻，比其他类型电动机的输出转矩更大，电动机的极限转速和制动性能突出，且震动小，其缺点为高速运行时控制复杂，高温时存在永磁体退磁问题。
1.1永磁同步电机高效化技术—采用高效硅钢材料
为改善NVH性能，电动汽车驱动电机一般选择极数多、转速高的设计；由于转速越高导致铁耗越高，普通硅钢片在高频区损耗控制相对较弱，可以通过降低硅钢片厚度来降低损耗。
不同频率下的磁滞回线
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铁耗中的磁滞损耗大约和频率的平方成正比，在高频时，磁滞回路曲线更胖，构成的磁滞环路面积更大;
面积越大损耗的能量就越大。
硅钢片厚度与损耗关系图
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降低损耗的有效办法是降低硅钢片的厚度，从左图可以明显看出，厚度越小，损耗越少。
硅钢片厚度与效率的关系
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30kw的电机，在HZ激励下，0.2mm的硅钢片实际铁损较0.35mm的铁损降低20%，单铁芯成本增加22%。如果采用非晶材料铁耗降幅达到40%，但铁芯的成本增加了8倍。从性价比而言选择0.2mm的硅钢片更加合适。
1.2永磁同步电机高效化技术—发卡电机
采用高效硅钢片能够降低铁损，但还需针对电机低速大转矩时的铜耗作出优化，方法之一为采用发卡电机；
发卡电机学名Hairpin电机，是扁线电机一种，其绕组端部和发卡相似。发卡电机铜耗较小、效率较高，目前丰田和电装等都有采用发卡电机方案。
发卡电机概述
发卡电机就是定子绕组形状像发卡
定子制造过程中，先把绕组做成像发卡一样的形状再穿进定子槽内，再在另外一端按设计把发卡的端部焊接起来
32.5kw
0rpm普通电机改造发卡电机编辑
发卡电机优点
槽满率高（最关键）
发卡电机由于线圈排列整齐、线条平整，槽满率远高于散嵌绕组，其净铜槽满率可达70%，超过普通绕组25%
更多用铜量、单位叠长下、电阻变小带来更小的电阻损耗
散热性
绕组表面积大、散热面积大；绕组匝与匝之间接触面积大，热传导更好；绕组每匝之间空隙小、热传导更好
通过温度场仿真，相同设计的扁铜线电机绕组温升比圆铜线电机低10%
绕组端部短
降低电机端部空间用铜量，其绕组端部用铜量能较传统散嵌绕组降低15%-20%，因此能够降低铜耗。特别是在电机呈现扁平形状时，优势更加明显
2轮毂电机技术
2.1简要介绍
轮毂电机驱动系统可以灵活地布置于各类电动车辆的车轮中，直接驱动轮毂旋转。与内燃机、单电机等传统集中驱动方式相比,其在动力配置、传动结构、操控性能、能源利用等方面的技术优势和特点极为明显。
轮毂电机驱动示意图
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轮毂电机技术工作原理
通过将驱动电机设计安装在车轮内部，实现动力、传动、制动系统的高度集成，输出转矩直接传输到车轮；
全部或部分舍弃传统离合器、减速器、传动桥等机械传动部件，使得汽车结构大为简化。
轮毂电机整车布局
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技术优势
高效节能：结构简单，省略大量传动部件，省却传动损失进而实现整车续航里程提高；
集成化、轻量化：零部件一体化可减轻30%自身重量；
操纵灵活：转向方便，可实现动力按需分配。
存在的难题
簧下质量问题：轮胎接触力波动大；
电机过热问题：影响性能和安全性；
磁钢退磁问题：振动和过热环境导致电机磁钢退磁情况；
成本问题：高度集成产品方案目前使配套成本较高。
2.2轮毂电机的类型
轮毂电机主要分为外转子和内转子电机两种，差异性主要体现在有无减速结构。内转子轮毂电机和轮边电机在传动结构上趋同，主要区别在于内转子电机与轮毂集成，而轮边电机则放置于轮边。
外转子电机（直接驱动）
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转速低、转矩大，通常都不需要减速机构，采用直驱方案
车轮转速与电机转速一致
电机转速低，1,~1,r/min
优点：取消机械减速机构，效率更高
缺点：在起步、顶风或爬坡等需要承载大扭矩的情况时需要大电流，很容易损坏电池和永磁体
内转子电机（减速驱动）
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转矩小、转速高，需配备减速器方可驱动车轮
轮边减速驱动一般采用高速内转子电机,配备固定传动比的减速器，能获得较高的功率密度
电机转速高，且最高可达到10,r/min
优点：内转子电机体积小、质量轻，通过减速增矩后输出转矩大，爬坡性能好
缺点：难以实现润滑，噪声大。由于内转子电机需集成减速器，考虑空间布局，较少用于乘用车
2.3轮毂电机的优势
总体而言，轮毂电机应用具备高度集成化、灵活性驱动、符合智能化汽车发展和平台通用化应用优势。
高度集成化
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利用轮毂内部空间，提升整车布置设计自由度
高集成度，实现低地板和一体化电动底盘，车桥设计应用方案
集成模块化便于整车通用平台设计
降低整车项目开发、部件和产线成本及实现轻量化
智能汽车最佳动力系统集成技术
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轮毂电机可以在特殊情况下几乎可以实现原地转向
具备智能驾驶的灵活性和多样性，是未来汽车电子化智能化发展最佳驱动方案
灵活性驱动
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采用轮毂电机驱动，动力传动硬件连接改为软连接形式
各电动轮驱动力可以直接动力可控，其动力学控制更为方便和灵活
实现各电动轮的电气制动、机电复合制动，各电动轮之间也容易实现灵活的协调配合
平台通用化应用
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轮毂电机可以匹配纯电动、混合动力和燃料电池电动车等新能源车型
整套驱动系统拥有高安全性冗余
2.4轮毂电机的技术难点
大规模商业化应用存在的难题：结合目前的发展来看，可靠性与一致性调校、簧载质量控制、散热、整车匹配改造技术及成本高等是轮毂电机发大规模商业化发展面临的难题。
轮毂电机存在的难点
1.面临可靠性和一致性问题：高度集成与电机转速、扭矩独立控制，车辆需长期在复杂工作环境下运行，轮毂电机贴近地面，对可靠性和一致性调校要求更加苛刻；
2.簧载质量减少的挑战：集成化造成了簧载质量的减少、非簧载质量的增加，导致隔离震动性能下降，影响车辆行驶下的平稳性与安全性，对簧下质量轻量化提出更高要；
3.散热冷却问题有待考验：当车辆行驶在大负荷低速爬长坡工况下，刹车过程产生大量热量，如果处理不当会造成电机烧毁；
4.整车匹配改造技术不成熟：安装轮毂电机对传统汽车底盘结构变化要求高，甚至需重新设计底盘系统模块；
5.成本较高：轮毂电机小批量生产成本大概是传统驱动的%；若达到生产规模化，轮毂电机成本大约是传统驱动的%。
当前存在的一些解决办法
国内外降低非簧载质量方法
通过轮毂中的减振系统减弱，如将悬置元件转换为吸振器质量
原材料轻量化及结构一体化可减少非簧载质量，如新型稀土材料钕铁硼应用于轮毂电机生产工艺中
尽量选用直驱型轮毂电机驱动电动轮
国内外轮毂电机的散热处理方法
轮毂内预留一定空间，利用气体循环进行散热
设置一些流水通道于轮毂电机内，利用液体流动达到散热效果
设置散热油管道，利用液态油流动进行热量交换，同时达到一定润滑作用
3电机控制器关键技术
3.1简要介绍
电机控制器是驱动系统里最核心的器件，也是技术难度最高的部件，其不单涉及到电力电子的硬件，还涉及到电机控制的算法及功能安全软件，以及机械机构和热仿真等。通过电机控制器可控制驱动电机的转速、扭矩和功率，控制车辆的速度、加速性等性能指标。
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中国电控高功率密度目标
：年功率密度25kW/L；年功率密度35kW/L
主要技术：采用先进功率半导体材料、芯片和封装技术是实现上述目标的关键
利用芯片双面焊接
低阻大电流碳化硅芯片及封装在新能源汽车开始应用测试
高电压电力电子系统开发（从-V提升至-V）
功率半导体材料演变
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先进工艺与封装技术
：离子注入、精细光刻等先进制造工艺被应用到IGBT制造上，围绕着芯片焊接可靠性、芯片与功率端子互联技术及降低热阻等方面的封装技术也不断涌现。
3.2电机控制器关键技术:SiC功率半导体
碳化硅（SiC）因为禁带宽、导热和绝缘能力强，非常适合作为功率半导体的材料，它比硅（Si）基器件更容易实现低损耗、高开关频率、高结温，且温度升高对于开关损耗变化很小，良好的输出特性更适合于牵引工况。
SiC材料优势
1.效率高，提高整车行驶里程
使用SiC器件后，逆变器的转换效率可以得到明显提升，从而对于相同的电池包，使用SiC器件可以有效提高整车的行驶里程
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2.体积小，功率密度高
由于SiC器件具有损耗低特点，与Si器件相比，SiC器件只需要更小芯片面积就可以实现相同的输出功率。与此同时，SiC器件可以工作在高频，有利于减小功率器件周边无源器件的体积。
3.开关频率高，优化系统噪声
Si逆变器开关频率：5-10Hz，系统频率：5-20Hz处于人耳频率范围
优化后：使用SiC器件后开关频率升至40kHz，系统噪声频率超过人耳可听频率范围。
使用SiC器件存在的挑战
SiC器件价格较高
①由于目前SiC芯片的工艺不如Si成熟，主要为4英寸晶圆，材料的利用率不高，而Si芯片的晶圆已经发展到8寸甚至12寸
②市场上对SiC芯片需求也还未起量，也从另一方面导致了SiC芯片成本比较高
SiC器件封装技术发展滞后
与Si芯片相比，SiC芯片耐温更高，其工作温度甚至可以超过度，但是目前SiC模块所使用的封状技术还是沿用Si模块的设计，其可靠性和寿命均无法满足度的工作要求。SiC芯片应用条件受到限制
驱动保护技术
与Si芯片相比，SiC芯片短路耐受能力大大降低。为防止SiC器件在运用过程中发生短路失效，需要驱动电路具备更低响应时间
散热设计
由于单个SiC芯片的面积较小，为了实现大功率输出，需要并联使用更多的芯片数目，故需要更加复杂的散热设计
尽管成本较高是其面临的主要阻碍，但随着材料价格的下降和生产工艺的提高，SiC器件将在高效运行、零部件节约与芯片等维度降低电控产品成本。
SiC器件降低成本可行性模拟分析
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SiC是下一代功率半导体器件理想材料
碳化硅电机控制器的比功率能够达到60kW/L
SiC器件导通电阻小、功率高、耐高温性强
SiC发展制约因素
SiC芯片成本是Si材料IGBT成本8倍
当前电池电压和电机转速基频不够高，SiC高频的优势体现不出
SiC器件成本节省方法
高效运行成本节约：SiC能够提高电机转速，同时减少电机的额定转矩
无源器件需求减少：SiC提高开关频率和母线电压，新型拓扑结构降低系统对电容、电感等无源器件的需求
散热系统节省成本：SiC提高功率器件结温，优化散热系统，可以降低散热成本
芯片降本：SiC提高了芯片的性能和良率，从而降低芯片成本