摘要：新能源汽车是由蓄电池、驱动电机和相关控制系统构成的新型驱动系统，通过将电能转换为机械能来控制汽车的驱动。在汽车运行过程中，不会像传统燃料汽车那样产生大量废气污染，这对改善室内能源结构和生态环境具有积极意义。永磁同步电机以其高效率、重量轻、体积小、可靠性高的特点，已成为当今新能源汽车领域应用的主要电机类型，以确保驱动电机在新能源汽车中的可靠应用，有关单位应研究汽车运行需要的性能参数，有效提高新能源汽车的性能。
关键词：新能源汽车；驱动电机；性能特点；应用
1新能源汽车驱动电机概述
永磁同步电机的研究应用是当前新能源汽车驱动电机领域的重要发展方向，此类电机的应用能够有效减少电机对汽车内部空间的占用，实现整车重量的进一步降低，能够从成本和功率密度方面获取更多效益。为满足新能源汽车在不同工况下的运行需求，驱动电机的调试范围需要进一步提升，相关生产单位应结合电机冷却热平衡技术、转子动力相关理论、电机控制理论、电
机结构相关内容进行研究。在发展过程中，永磁同步电机在高频响技术的支持下实现了动态响应性能及刚度的有效改善，同时也有效遏制了能引发较强噪声的共振问题。高密度转子、定子绕组相关技术为永磁同步电机性能参数的突破提供了有力支持，现阶段涌现出的众多科研成果成为推动永磁同步电机在新能源汽车领域广泛应用的重要基础。
2新能源汽车驱动电机性能分析
2.1交流感应电动机的结构
交流异步电机的结构主要包括定子、转子、转子轴、前后端盖、轴承、位置传感器、低压电缆线束和高压电源线束。定子主要由定子芯、定子绕组和机器底座组成，定子芯由硅钢板堆叠而成，定子绕组由聚酯薄膜圆形铜线或圆形铝线缠绕而成，根据设计师的要求缠绕成相应的匝数，然后进入定子芯槽。转子主要由转子芯、转子轴、转子绕组组成，对于线圈型交流异步电机，转子绕组由嵌入转子槽内的缠绕铜线组成；对于鼠笼式交流异步电机，其转子称为鼠笼转子，主要通过高温铝铸造通过转子芯，然后转子芯槽内部，两侧由铝铸造，因此称为铝环。
汽车电机2.2部分负荷特性
新能源汽车的急加速、起步加速等各种运行状态下的功率与转矩输出均可能产生某种程度上的波动，为实现对新能源汽车性能的优化改进，生产单位需要对取得电机的部分负荷特性进行研究探索，确保车辆在加速等各类工况下的功率、转矩波动在允许偏差范围内，提升新能源汽车行驶的平稳性和舒适度。在驱动电机部分负荷特性调整时，生产单位可以在维持电机稳定外特性的基础上，从转子永磁体槽轮廓、定子槽型、永磁铁等角度入手对电机性能进行优化，实现对转矩波纹、齿槽转矩、气隙磁密、高次谐波含量等指标参数的优化调节。转矩波纹的形成与谐波电流及电动势有关，在定子反电势和绕组电流与理想正弦波相互贴近时，输出的转矩波纹较低。气隙磁密的形成与永磁体有关，由于大量谐波存在于气隙磁场中，导致其并非理想状态下的正弦曲线，大量谐波的存在导致气隙磁密的幅值有所降低，抬升铁损，导致电机效率受到影响。为了实现对转矩波纹及气隙磁密的有效控制，生产单位应针对电机结构进行优化改进，通过改善气隙磁密正弦分布状态的方式控制其波形，并降低波纹。相关研究指出，电机极对数的增加能够抬升气隙磁密，而其正弦分布状态则在极对数提升的情况先得到改进后受到负面影响，因此需要从峰值区域选取适宜的电机极对数。内置式永磁同步电机气隙长度的提升将导致气隙磁密大幅度降低，这与气隙长度提升引发的磁阻增大有关，磁阻对磁力线的强度具有削弱作用，因此导致气隙磁密降低；此外，气隙长度的提升对
于转矩波纹也具有改善效果，在设计过程中需要把握对气隙长度的调整尺度。永磁体是形成气隙磁密的关键部件，生产单位可以从极弧因数入手对气隙磁密波形进行调节，相关研究指出，永磁体极弧因数的降低能够改善气隙磁密的波形效果，并起到降低转矩波纹的作用。
2.3交流感应电动机的设计要点
新能源汽车电机驱动系统所涵盖的交流电机系统包括异步电机和相应的控制器，目前新能源汽车中最常用的交流电机是三相异步电机，从三相异步电机的设计来看，其结构简单，性能好，售后故障低。首先，在三相异步电动机的结构设计中，必须取决于安装位置和新能源车辆上的安装空间，转子轴的设计必须特别考虑电动机安装的尺寸，此外，根据实际安装尺寸和安装模式选择相应转子轴的直径和尺寸，新能源车辆上电机的安装也决定了三相异步电机转子腔和外壳外径的选择。第二，在三相异步电机的电磁设计中，有必要考虑新能源车辆的主要输出扭矩和功率，以及转速要求，根据其性能要求，不断设计和优化电机的电磁性能，到合理的最佳设计方案，如转数，导线直径、芯厚度、铝环高度等关键参数。最后，电机附加性能的设计也至关重要，主要体现在电机和电机控制器的合作中，应用于新能源汽车的电机必须实现无极速度调节，以便电机可以与控制器模拟其主要性能，以便判断电动机的实
际工作状态。经过几轮优化和测试调整，最终到了满足新能源车辆电动驱动电机性能要求的最佳方案。
2.4转矩阶跃动态响应特性
纯电动轿车在起步及制动过程中，电机会进入转矩动态响应。整车控制器对电机控制器发出阶跃转矩指令，起步过程对应从零到额定扭矩，而从电动状态下的额定扭矩到发电状态额定扭矩对应于制动过程，这两个过程中的电机扭矩经过控制达到目标扭矩值。通常以驱动电机在额定转速下，转矩从零变化到额定扭矩的动态响应时间作为转矩动态响应的指标。由电机控制原理可知，通过调控定子侧电流可以对转矩加以控制，因此，转矩动态响应时间会受控制精度的影响。响应时间体现为转矩的延迟，一定程度上会影响到整车动力性能。通过电机试验来给出在某一转速下的转矩阶跃响应时间。由试验电机得出在1000r/min下的转矩响应曲线可知，转矩动态响应时间可以控制在500ms以下，转矩响应可以满足整车要求。
2.5永磁同步电机的设计
首先，在永磁同步电动机在转子的设计上采用内嵌磁钢块且磁极表面对称分布的方式，不仅
使电动机的反电动势波形得到优化，而且有效的改善了电机直槽转矩大的弊端和负载力矩扰动的影响。其磁通方向的选择尤其重要，根据磁通方向有径向磁通和轴向磁通两种。磁通方向不同也决定了电动机的内部磁路的不同，对电动机的性能影响较大。具体到实践中，还要综合考虑电机的电感参数、漏磁系数以及永磁体的用量和材料等因素，不同转子磁路结构的设计使电机的性能参数不同，因此，设计时多采用内置式磁路结构，以提高电机的输出转矩。其次，定子和转子冲片的设计也尤为重要，定子槽一般选择12槽或24槽结构，此外还要考虑定子冲片的槽型结构，考虑到生产实践中，一般选择平底槽。首先要满足定子绕组线圈的电流密度和热负荷，其次槽满率尽量控制在60%以下，要综合考虑其工艺的合理性，最后结合其机械强度和工艺限制选择合理的齿轭和齿宽。基于新能源汽车整体设计结构的现状，永磁同步电机在设计时必须明确计算出电机功率输出能力与主要尺寸之间的关系。
3结论
总之，新能源汽车驱动电机系统的使用范围很广，涉及的电机种类更多，从电机的结构、特性和设计方面进行分析，目前永磁同步电机广泛应用于新能源汽车，未来，随着开关磁阻电机技术的不断进步和创新，它可能成为新能源汽车的主要驱动电机。在政府的大力支持下，新能源汽车技术不断进步，未来的新能源汽车推进系统也将走向永磁、数字化和集成。
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