|
動汽車分為純電動、混合動力和燃料電池三種類型，無論純電動汽車、混合動力電動汽車還是燃料電池電動汽車，車用驅動電機系統既是關鍵技術又是共性技術。電動汽車用驅動電機的性能要求主要體現在低速大扭矩、調速范圍寬、過載能力大、大功率小體積等方面；同時與普通工業用電機驅動系統相比，還具有工作環境惡劣、成本低等特點，因此車用驅動電機系統開發技術與生產技術難度更高。
目前各國際汽車集團、跨國電氣集團、科研院所都投入大量資金與人力開展電動汽車用驅動電機系統技術研發。電動汽車用電機驅動系統技術發展趨勢基本可以歸納為著永磁化、數字化和集成化。
永磁電機具有效率高、比功率較大、功率因數高、可靠性高和便于維護的優點。采用矢量控制的變頻調速系統，可使永磁電動機具有寬廣的調速范圍。因此，電機的永磁化成為電機驅動技術的重要發展方向之一。永磁電機是電動汽車尤其是轎車的主流技術，永磁磁阻式比表貼式更適合電動汽車應用。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制的數字化，驅動到數控系統接口的數字化，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、低成本的微機專用芯片以及DSP 等的問世及商品化，使得全數字的控制系統成為可能。用軟件最大程度上地代替硬件，除完成要求的控制功能外，還可以具有保護、故障監控、自診斷等其他功能。全數字化是電動車控制乃至交流傳動系統的重要發展方向之一。
電機驅動系統的集成化主要包括兩個方面，一是指電機與發動機總成或電機與變速箱的集成，電機驅動技術向著集成化的方向發展有利于減小整個系統的重量和體積，并可以有效的降低系統的制造成本；二是電力電子集成，包括功能集成（包括多逆變+DCDC+電池管理+ 整車控制）、物理集成（功率模塊、驅動電路、無源器件、控制電路、傳感器、電源等）、應用Trench+FS IGBT 等新器件，基于單片集成、混合集成和系統集成技術達到高度集成。
溝槽柵與場終止技術的IGBT 芯片，面積減小，單片可實現600V/200A，提高功率密度；600V/1200V 的SiC 二極管應用逐步商業化，其耐壓為Si 的10 倍，導熱性為Si 的3 倍，反向恢復損耗可減小66% ；多芯片并聯靜態均流技術，低EMI 回路；功率器件散熱技術發展迅速，直接冷卻和雙面冷卻技術進一步降低模塊熱阻；針對系統需求定義的IGBT 模塊定制設計，比如prius2010 控制器的一個IGBT 模塊包括六個逆變半橋，1 個boost 半橋；電池組供電+ 逆變回路情況下，可選取容值較小，體積小，紋波電流較大，低感的膜電容；金屬化聚丙烯膜場強可達到200V/um 及以上，采用自我保護的噴涂電極技術；膜電容與疊層母排一體化組件技術成為發展趨勢，可減少換流回路雜散電感50% ；105 度以上高溫膜的商業化仍是世界難題，對集成熱管理提出更高要求。根據系統需求，自上而下分解各部件詳細設計輸入， 避免過設計， 比如Prius2004 采用850V/200AIGBT 與FRD ；通過仿真技術，優化功率主回路互連方案，實現電、磁、機和熱性能綜合最優，比如膜電容組建與IGBT 互連應充分考慮寄生電感、動力端子溫升、機械震動的影響；散熱技術發展迅速，有效的降低定制型IGBT 與定制膜電容組建等重要部件的溫升，提高系統功率密度和壽命；電路板功能劃分，緊湊可靠互連技術，減小線速，提高集成度；動力出線與電流傳感器集成設計，提高集成度；殼體等機械部件壓鑄模設計，簡化組裝工藝，適應大規模生產。
存在的問題
目前，電動汽車用電機驅動系統還存在很多問題，需要整個行業共同去解決：
問題1 ：世界范圍內，現有車用電機驅動系統技術無法支撐電動汽車的大規模應用，IGBT 器件和電機材料利用率有待提高。
問題2 ：國內車用電機驅動系統的可靠性和耐久性較低，且缺乏可靠性和耐久性評價理論一句，無法通過設計和有限試驗獲知電動汽車電機驅動系統的壽命。電機驅動系統是典型的串聯可靠性模型，現有國標（報批稿）制定的可靠性測試工控仍參照發動機考核，缺乏可靠性和耐久性評價理論依據。
問題3 ：缺乏車用電機驅動系統MHz 級高頻準確模型及驗證手段，整車EMC 問題難以解決，是電動汽車推廣應用的另一重要技術障礙�；诶硐胪負浜屠硐腴_關器件的車用電驅系統模型不能分析驗證整車的EMC/EMI 問題，必須建立反映有源器件（IGBT/MOSFET）功率開關過程、無緣器件（母排、電容、電阻等）自身和互聯雜散參數、驅動電機定轉子、軸承耦合的高頻等效電路模型，結合控制算法，構建全時域系統級車用電驅系統EMC 模型，才能精確分析預測EMC 問題。
問題4 ：與提升材料利用率、建立可靠性和電池兼容模型等有關的一些基本模型缺乏，是車用電機驅動系統技術突破的理論障礙，例如電機高功率密度化后，磁場飽和和波形畸變嚴重，鐵心材料的鐵損耗與基于正弦、脈振和線性假設的理想模型預測值相差甚遠，需要建立新型的鐵損耗模型。
