新能源汽车被视为中国汽车工业实现弯道超车的关键。根据公开数据显示，2019年新能源汽车销售量为120.6万量。不考虑补贴退坡政策的影响，单从消费者的角度考虑，新能源汽车的功能与性能也是关键因素。若想增加销售量，提升汽车产品的性能有着重要的意义。
1 新能源汽车的概述
从产品的角度分析，新能源汽车的核心三电系统，主要包括电驱动力总成、电池、汽车电子，而电驱动力总成决定了整车的主要性能显得尤为重要，如图1所示。
图1 新能源汽车驱动系统原理图
纯电动汽车利用驱动电机取代传统燃油机，通过电机+减速器结构以驱动汽车，电机不仅结构简单，而且技术成熟，完全满足汽车级的使用要求。整车结构中，电机驱动控制系统作为主要执行结构，为核心部件之一，系统的驱动效果如何，直接影响着汽车行驶的性能。目前，燃料电池汽车FCV、纯电动汽车EV以及混合动力汽车HEV，均要借助电机来驱动汽车，因此驱动电机的性能起至关重要的作用。驱动电机必须具备电动与发电两大功能，依据类型划分为直流电机、交流感应电机、永磁同步电机、开关磁阻电机、轮毂电机等。使用的功率转换器，依据电机类型，常用DC/DC功率变换器以及DC/AC功率变换器，能够按照驱动电流要求，对蓄电池的直流电进行转换，使其能够相应电压等级的直流、交流或者脉冲电源。从上述论述能够得知，新能源汽车结构中，驱动电机及其控制系统的重要性，也是产品品质保障的关键[2]。
2电驱动力总成技术
电驱动力总成时电驱汽车三大核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，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。电驱动力总成主要由驱动电机、电机控制器、减速器等组成，并通过半轴、高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接，实现能量转换和动力传递。
2.1 驱动电机
驱动电机为能量转换机构，在电动汽车中承担着驱动车辆和发电的双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能，将电能转化为机械能（旋转）；在制动减速时电机转变为发电机，将车辆的惯性能通过轮端转化为电能，如图2所示。
图2 电驱系统原理图
电动汽车的驱动电机通常要求频繁的启动/停车、加减速、低速高扭、高速低扭、恒功率，变速方位宽，故驱动电机应具有较好的外特性。常用驱动电机有：直流电机、三相交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等，四种电机的性能比较见表1。
表1 常见四种驱动电机的性能比较
其中永磁同步电机具有高控制精度、高转矩密度、良好的转矩平稳性、低噪声的特点，并且通过磁路设计获得较好的弱磁性能可得到脚宽的调速范围，是目前在新能源汽车中应用最广泛的类型。
2.2 电机控制器
电机控制器(MCU)是电驱系统的控制中心，接收整车控制器(VCU)指令，将电池的高压直流电逆变成电压、频率、相序可调的三相交流电，工配套的电机使用，实现对电机的转速、转矩、转向的控制。控制器与电机须配套使用，如永磁同步电机需通过控制器进行调频、调压矢量控制。控制器与电机的连接如图3所示。
图3 控制器与电机连接图
控制器主要由接口电路、控制主板、IGBT模块、大电容、放电电阻、电流感应器、壳体等组成。其所具备的功能有：电机运行控制、状态检测诊断、通信、制动量能回馈、防溜车等。
目前新能源控制器向集成化方向发展，最初仅一个MCU模块，到现在有三合一(MCU +PDU+DCDC)，四合一(MCU +OBC+PDU+DCDC)，五合一(MCU+VCU+OBC+PDU+DCDC)等，随着集成度的提高，整车的成本将大幅度降低，重量也具有明显优势，同时可靠性也提升，但多模块集成也同时带来产品升级换代不方便，维修困难的等风险。
2.3减速器
减速器的主要功能是将驱动电机的减速增扭，以实现整车的扭矩、转速要求。对于纯电动汽车，由于电机本身具有良好的调速特性，其变速机构可大大简化，多采用的是一种固定速比的单减速器，由于电机不需要怠速工况，离合器(变矩器)等部件亦可省去。常见减速器结构如图4所示。
图4 两级平行轴减速器
减速器虽然结构简单，但其适应的扭矩范围宽(0-350Nm)，输入级转速范围广(0-16000rpm)，，对齿轴的设计提出了更高的要求，如齿轮细高齿设计、微观修形，高速轴承的选型等，又由于电机取代传统的燃油发动机，减速器的噪声凸显，故其NVH性能将是影响整个电驱噪声表现的关键，甚至影响整车的驾乘舒适性。
3 新能源汽车驱动系统及动力总成技术的总结
新能源汽车电驱动力总成中驱动电机最为关键。目前来说，驱动电机分为很多类。其中，直流电机主要是通过改变电压与电流，实现对转矩的独立控制，具有动态特性突出和过载能力超强的优势，主流电机的技术比较成熟，能够实现低成本运用，不过体积质量大且效率不高，难以适用于高速运行状态。交流电机运用矢量控制技术，因此结构简单且运行效率高，不过轻载效率低下，同时面临快速动态响应的难题。开关磁阻电池，组成部分包括开关电路控制器与电磁阻电机，具有可靠性高和调速性好等优势，不过设计复杂且控制繁琐。使用的永磁电机，具体为无刷直流电机与三相永磁同步电机，具有结构简单和控制灵活等优势，不过极易受到温度因素和振动因素的影响，引发高温退磁故障，影响电机运行[4]。
新能源汽车产品中驱动系统及动力总成中，电机控制技术为重要技术，直接影响产品的性能。使用不同类型的电机，由于电机原理不同，因此采用的控制技术也存在差异。以直流电机为例，采用控制电枢与励磁实现控制；而交流电机采用矢量控制技术。随着电机控制技术的研究和发展，模糊控制技术以及智能化控制技术等逐渐被应用，使得电机控制结构更加简单，能够实现快速响应，促使驱动系统的性能得到提高。从驱动系统及动力总成技术的应用角度来说，还存在很多需要克服的技术难题，需要加大技术的研究力度[5]。
4 结束语：
综上所述，新能源汽车产品采用的驱动系统及动力总成技术，直接影响着汽车的性能，发挥着重要的作用。文中结合实例，阐述了电驱动力总成技术原理，分析电驱动力总成技术的应用现状，意在为相关人员提供参考材料。
参考文献：
[1]郭少杰,王军雷,夏天,吕惠.基于专利分析的新能源汽车驱动电机冷却技术发展现状分析[J].汽车文摘,2020(05):8-12.
[2]闫亚林.基于AVR单片机的新能源汽车基础电气系统示教平台的设计研究[J].汽车电器,2020(04):16-18+21.
[3]杜旺革.新能源汽车驱动电机维护保养与故障维修[J].内燃机与配件,2020(07):161-162.
[4]于江江.试析新能源技术在专用汽车底盘上的应用[J].时代汽车,2020(07):84-85+88.
[5]陈跃.新能源汽车电机驱动系统控制技术分析[J].决策探索(中),2020(02):49.
