一、电动车用电机应具备的特点
基于电动车的特点，对所用的电动机就应有一定的要求。为了提高最高时速，电动机应有较高的瞬时功率和功率密度(W/kg)。为了提高1次充电行驶距离，电动机应有较高的效率，而且电动车是变速工作的，所以电动机应有较高的高低速综合效率。电动车起动和爬坡时速度较低，但要求力矩较大；正常运行时需要的力矩较小，而速度很高。即在低速时为恒转矩特性，高速时为恒功率特性，且电动机的运行速度范围应该较宽。另外，电动机应坚固、可靠，且价格较低。
二、电动车的电机驱动系统
电机驱动系统是电动车中最关键的系统，电动车运行性能主要决定于电机驱动系统的类型和性能。电动车驱动系统一般由牵引电机、控制系统(包括电动机驱动器、控制器及各种传感器)、机械减速及传动装置、车轮等构成。
电动车与其它电力驱动系统相比较，有其自身的特点。它对驱动系统有其相应的特殊要求：
(1)能够频繁地起动、停车，加减速，对转矩控制的动态性能要求高。
(2)电动车驱动的速度、转矩变化范围大，既要工作在恒转矩区，又要运行在恒功率区，同时还要求保持较高的运行效率。
(3)能在恶劣工作环境下可靠地工作。在确定了电动车的目标性能后，对与之相匹配的电机驱动系统的性能可提出如下要求：
1.电机的转矩、速度特性能满足电动车对驱动性能的要求。2.能实现对输出功率和转矩的迅速、平滑的控制。3.系统整体效率高，功率密度大。4.能够在恶劣的工作环境下可靠地工作。5.成本低，易维修。
基于环保的思想，利用电动机的可逆工作特性，还可以实现制动能量回收，即在电动车制动时，驱动电机的工作状况由电动机状态转为发电机状态，并将这些能量送回电池，储存起来。
三、电动车驱动系统的组合形式
目前电动车驱动系统的组合形式主要有机械驱动系统、机电集成化驱动系统(它又分为平行轴式机电集成化驱动系统和同轴式机电集成化驱动系统两类)、机电一体化驱动系统和轮毂电机驱动几种，详见表1。
四、电动车用电机的发展趋势
在电动车发展初期，多采用直流电动机。在试制大客车时用串励电动机，在小客车及小货车上用并励、复励电动机。随着永磁材料的发展，永磁直流电动机也有所应用。直流电动机的优点是有比较好的控制特性。但它重量大，效率低，价格贵，而且由于电刷和滑环的存在，需要维护，电刷磨损又会造成不安全工作。因此，随着电力电子器件的发展，交流电动机逐渐成熟，直流电动机逐渐被交流电动机所取代。这次会议参展的电动机也以使用交流电动机为主。
异步电动机以其低费用、高可靠性、高速、低转矩波动/噪声和不用位置传感器等优点而首先被选用，矢量控制的异步电动机更以其优异的性能成了电动车的第一选择。本次参展的美国通用汽车公司的EV1、福特汽车公司的RangerEV以及国内远望公司的电动客车都采用了异步电动机。以EV1为例，其性能见附表，EV1是曾在1990年芝加哥汽车博览会上引起轰动的“冲击”(Impact)概念车的商品化车。可以看出，它的续驶里程和最高时速都达到很高的数值。但同时可见，电动机功率很大，电池电压很高，其性能与电动机功率或与电池电压的比值并不高。这是由于异步电动机存在比较大的铜损，使效率下降。特别是在低速时，效率更低，这是它的致命弱点。
以永磁同步电动机和无刷直流电动机为代表的交流永磁电动机以其低重量、高效率这一特别的优势而在电动车领域被广泛应用。目前这类电动机的价格偏高，但随着批量生产和永磁材料价格的进一步下降，它的价格会下降。这类电动机也有它的弱点，由于功率电源电压的限制，原边绕组的匝数不能超过一定数值。因此，对于电动机，提高旋转频率和不增大电流而提供要求的输出功率很困难。即在高转速下如要提供足够的输出功率就必须增大电流，这就消耗了大量的电能，降低了效率；若不增大电流，则输出功率下降，电动车不能正常运行。本次参展使用永磁同步电动机有代表性的是日本丰田公司的RAV4EV，使用无刷直流电动机有代表性的是清华大学等研制的电动轻型客车和中科院北京三环公司的电动轿车。它们的性能见附表。RAV4EV使用了高性能的镍氢电池，其最高时速和续驶里程都较高，已达实用化阶段。清华大学和三环公司的电动车使用铅酸电池，指标也很高。
开关磁阻电机结构简单、紧密、坚固、效率高，低速时可提供很大的转矩，且驱动器结构简单，它曾被专家预测为电动车领域的一匹黑马。它的缺点主要是振动和噪声较大。本次参展使用开关磁阻电机的典型电动车是意大利菲亚特公司的菲亚特500型电动车，其性能见附表。可以看出，在一定功率下，它所能提供的最大转矩较大，即最大转矩与功率之比较大。
可见，目前电动车使用的各种电动机各有优点，同时又都有其不利的一面，从而使它们并不能完全适合于电动车。因此，继续开发适用于电动车的电动机仍是电机工作者的任务。哈尔滨工业大学研究的多态电机就是这样一种尝试。这是一种融混合式步进电动机和异步电动机的结构于一体的电机，即在传统的混合式步进电动机的转子槽内配置一套笼型绕组[1，2]，将定子铁心分为两段，两段定子铁心之间放置一个轴向电磁励磁线圈，其余结构与混合式步进电动机相同。低速时，给电机定子绕组按混合式步进电动机方式供电，则电机作为混合式步进电动机运行。高速时，给电机定子绕组按异步电动机方式供电，同时轴向电磁励磁线圈通电产生对磁钢去磁的轴向磁场，使磁钢对电机运行不产生或产生很小的影响，这时电机作为异步电动机运行。这样，这种多态电机同时具有混合式步进电动机低速时高转矩和异步电动机高速时高效率的优点，具有较高的高低速综合性能和较宽的运行速度范围。这次参展的EV96-1型电动轿车就是使用的这种多态
电机，目前这种电机仍正在研制中。
五、驱动方式的发展趋势
传统燃油汽车的驱动系统中包括发动机、减速器和差速器。这是由于内燃机的速度范围窄，必须用减速器来扩大速度范围。使用差速器是便于转向。减速器和差速器为一系列传动齿轮，它们在汽车运行中消耗一部分机械能，使车轮得到的功率不到发动机功率
的2/3，大大降低了汽车的效率。由于电动机与发动机的不同特点，电动车可以采用四种驱动方式：与传统燃油汽车相同；省略减速器；进一步省略差速器，电动机同轴驱动车轮，即轴驱；将电动机直接装在车轮内，即轮驱。可以看出。轮式驱动既完全消除了传动中的机械磨损，提高了传动效率，又具有最小的体积、最轻的重量，同时故障率降低。因此，轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。国内外对轮式驱动有过一定的研究，如在第26届东京Motor展览会上，东京电力公司推出的IZA型电动车就采用了四轮直接驱动方式，其最高时速为176km/h，1次充电行驶距离为548km(以40km/h恒速)，用的是镍镉电池，它是当时性能最佳的电动车，这无疑与轮式驱动方式有关。本次参展采用轮式驱动的只有两家，即中科院北京三环公司和哈尔滨工业大学的电动车。因为轮式驱动控制方式较为复杂，故需要在控制上多做工作。
5.1 控制系统趋于智能化
变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动车电机控制系统。这些技术或者不要求系统精确建模，或者善于处理非线性问题。它们的应用，将使系统结构简单，响应迅速，抗干扰力强，对参数变化具有鲁棒性，将大大提高整个系统的综合性能。目前这些智能化技术也有用于电动车控制中，但还仅仅用于改善系统的局部性能，也就是局部实现智能化，如模糊控制器、神经网络观测器、模糊参数辨识等。然而完全智能化是必然的，也需要很大的努力。
5.2 控制系统的全数字化
微电子学及计算机技术的发展，高速、高集成度、低成本的微机专用芯片以
及DSP等的问世及商品化，使全数字的控制系统成为可能。用软件代替硬件，除完成要求的控制功能外，还可以具有保护、故障监视、自诊断等其它功能。另外，为提高控制系统的可靠性和实用性，应使得改变控制策略、修正控制参数和模型也简单易行。全数字化是电动车控制乃至交流传动系统的重要发展方向之一。
综合优势
整个电机驱动系统将趋向小型化，轻量、简单，低成本，高容量，高效节能，反应迅速，调速性能好，运行稳定可靠，无须维护，对环境影响不大。
5.3 驱动方式的发展趋势
传统燃油汽车的驱动系统中包括发动机、减速器和差速器。这是由于内燃机的速度范围窄，必须用减速器来扩大速度范围。使用差速器是便于转向。减速器和差速器为一系列传动齿轮，它们在汽车运行中消耗一部分机械能，使车轮得到的功率不到发动机功率的2/3，大大降低了汽车的效率。由于电动机与发动机的不同特点，电动车可以采用四种驱动方式：与传统燃油汽车相同；省略减速器；进一步省略差速器，电动机同轴驱动车轮，即轴驱；将电动机直接装在车轮内，即轮驱。可以看出。轮式驱动既完全消除了传动中的机械磨损，提高了传动效率，又具有最小的体积、最轻的重量，同时故障率降低。因此，轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。国内外对轮式驱动有过一定的研究，如在第26届东京Motor展览会上，东京电力公司推出的IZA型电动车就采用了四轮直接驱动方式，其最高时速为176km/h，1次充电行驶距离为548km(以40km/h恒速)，用的是镍镉电池，它是当时性能最佳的电动车，这无疑与轮式驱动方式有关。本次参展采用轮式驱动的只有两家，即中科院北京三环公司和哈尔滨工业大学的电动车。因为轮式驱动控制方式较为复杂，故需要在控制上多做工作。
结 论
随着能源短缺和环境污染等问题的加剧，电动车已经成为解决能源和环保等突出问题的研究热点。目前，电动车驱动电机正朝着小型化、高功率密度、高可靠性等方向发展。永磁电机已经成为目前应用于电动车的主要电驱动产品。同时，以轮毂电机为代表的其他电驱动产品也逐渐进入实用化阶段。因此，我们应当把
握历史机遇，加大研发力度，在低碳经济和后危机时代的世界汽车工业布局中占得先机。同时，希望绿色交通技术稳步前进，真正实现人与自然的和谐发展，造福人类。
电动汽车无疑是时下最为“热门”的产品之一，世界各大知名汽车生产厂商都在奋力角逐这一“新鲜事物”，当然国内企业也不甘落后，而电动车整车组配过程中，电机的好坏又直接决定了整车性能的高低，我国电动汽车产业发展与国外差距正在拉大，其中电机的差距尤为明显。由于新能源汽车的发展，纯电动汽车所用电机市场已经成为重点销售方向，虽然很多国内企业都宣称自己拥有全产业链的科研实力，但是真正好的电机一定是需要长期的技术积累，然后才能试制、测试，最终才能走向批量生产。国内真正有实力做新能源电机的整车企业很少，尤其是在乘用车领域，在各企业大力宣扬拥有核心自主的背景下，大家都不愿对外展示作为新能源汽车核心部件之一的电机环节仍处于受制于人的境况。在中国号称做新能源电机的企业很多，但是专业做新能源电机的企业很少，很多企业都是从做传统的机械、船舶等传统工业电机领域转行进入新能源驱动电机领域，几无研发、生产经验。虽然传统工业电机与新能源汽车电机在原理上是相通的，但是在实际制造上还是存在不小区别的。新能源汽车所用电机分为异步电机和永磁电机两种，前者主要用于公交、客运等商用车，而后者主要用于乘用车。由于异步电机的转子无绕组，也无电刷，没有磁感应，功率转换效率低，构造也简单，价格也比较便宜，主要应用于大型客车;而永磁电机电机的转子有绕组，有电刷向转子供电，功率转换效率大，结构较复杂，价格也贵，主要用于对转速要求严厉的环境，比如纯电动乘用车。在此过程中为了很多电机配套企业都是急忙上马，将传统工业电机进行简单的技术改进，当新能源汽车电机提供给整车厂。
一、电动车用电机应具备的特点
基于电动车的特点，对所用的电动机就应有一定的要求。为了提高最高时速，电动机应有较高的瞬时功率和功率密度(W/kg)。为了提高1次充电行驶距离，电动机应有较高的效率，而且电动车是变速工作的，所以电动机应有较高的高低速综合效率。电动车起动和爬坡时速度较低，但要求力矩较大；正常运行时需要的力矩较小，而速度很高。即在低速时为恒转矩特性，高速时为恒功率特性，且电动机的运行速度范围应该较宽。另外，电动机应坚固、可靠，且价格较低。
二、电动车的电机驱动系统
电机驱动系统是电动车中最关键的系统，电动车运行性能主要决定于电机驱动系统的类型和性能。电动车驱动系统一般由牵引电机、控制系统(包括电动机驱动器、控制器及各种传感器)、机械减速及传动装置、车轮等构成。
电动车与其它电力驱动系统相比较，有其自身的特点。它对驱动系统有其相应的特殊要求：
(1)能够频繁地起动、停车，加减速，对转矩控制的动态性能要求高。
(2)电动车驱动的速度、转矩变化范围大，既要工作在恒转矩区，又要运行在恒功率区，同时还要求保持较高的运行效率。
(3)能在恶劣工作环境下可靠地工作。在确定了电动车的目标性能后，对与之相匹配的电机驱动系统的性能可提出如下要求：
1.电机的转矩、速度特性能满足电动车对驱动性能的要求。2.能实现对输出功率和转矩的迅速、平滑的控制。3.系统整体效率高，功率密度大。4.能够在恶劣的工作环境下可靠地工作。5.成本低，易维修。
基于环保的思想，利用电动机的可逆工作特性，还可以实现制动能量回收，即在电动车制动时，驱动电机的工作状况由电动机状态转为发电机状态，并将这些能量送回电池，储存起来。
三、电动车驱动系统的组合形式
目前电动车驱动系统的组合形式主要有机械驱动系统、机电集成化驱动系统(它又分为平行轴式机电集成化驱动系统和同轴式机电集成化驱动系统两类)、机电一体化驱动系统和轮毂电机驱动几种，详见表1。
四、电动车用电机的发展趋势
在电动车发展初期，多采用直流电动机。在试制大客车时用串励电动机，在小客车及小货车上用并励、复励电动机。随着永磁材料的发展，永磁直流电动机也有所应用。直流电动机的优点是有比较好的控制特性。但它重量大，效率低，价格贵，而且由于电刷和滑环的存在，需要维护，电刷磨损又会造成不安全工作。因此，随着电力电子器件的发展，交流电动机逐渐成熟，直流电动机逐渐被交流电动机所取代。这次会议参展的电动机也以使用交流电动机为主。
异步电动机以其低费用、高可靠性、高速、低转矩波动/噪声和不用位置传感器等优点而首先被选用，矢量控制的异步电动机更以其优异的性能成了电动车的第一选择。本次参展的美国通用汽车公司的EV1、福特汽车公司的RangerEV以及国内远望公司的电动客车都采用了异步电动机。以EV1为例，其性能见附表，EV1是曾在1990年芝加哥汽车博览会上引起轰动的“冲击”(Impact)概念车的商品化车。可以看出，它的续驶里程和最高时速都达到很高的数值。但同时可见，电动机功率很大，电池电压很高，其性能与电动机功率或与电池电压的比值并不高。这是由于异步电动机存在比较大的铜损，使效率下降。特别是在低速时，效率更低，这是它的致命弱点。
以永磁同步电动机和无刷直流电动机为代表的交流永磁电动机以其低重量、高效率这一特别的优势而在电动车领域被广泛应用。目前这类电动机的价格偏高，但随着批量生产和永磁材料价格的进一步下降，它的价格会下降。这类电动机也有它的弱点，由于功率电源电压的限制，原边绕组的匝数不能超过一定数值。因此，对于电动机，提高旋转频率和不增大电流而提供要求的输出功率很困难。即在高转速下如要提供足够的输出功率就必须增大电流，这就消耗了大量的电能，降低了效率；若不增大电流，则输出功率下降，电动车不能正常运行。本次参展使用永磁同步电动机有代表性的是日本丰田公司的RAV4EV，使用无刷直流电动机有代表性的是清华大学等研制的电动轻型客车和中科院北京三环公司的电动轿车。它们的性能见附表。RAV4EV使用了高性能的镍氢电池，其最高时速和续驶里程都较高，已达实用化阶段。清华大学和三环公司的电动车使用铅酸电池，指标也很高。
开关磁阻电机结构简单、紧密、坚固、效率高，低速时可提供很大的转矩，且驱动器结构简单，它曾被专家预测为电动车领域的一匹黑马。它的缺点主要是振动和噪声较大。本次参展使用开关磁阻电机的典型电动车是意大利菲亚特公司的菲亚特500型电动车，其性能见附表。可以看出，在一定功率下，它所能提供的最大转矩较大，即最大转矩与功率之比较大。
可见，目前电动车使用的各种电动机各有优点，同时又都有其不利的一面，从而使它们并不能完全适合于电动车。因此，继续开发适用于电动车的电动机仍是电机工作者的任务。哈尔滨工业大学研究的多态电机就是这样一种尝试。这是一种融混合式步进电动机和异步电动机的结构于一体的电机，即在传统的混合式步进电动机的转子槽内配置一套笼型绕组[1，2]，将定子铁心分为两段，两段定子铁心之间放置一个轴向电磁励磁线圈，其余结构与混合式步进电动机相同。低速时，给电机定子绕组按混合式步进电动机方式供电，则电机作为混合式步进电动机运行。高速时，给电机定子绕组按异步电动机方式供电，同时轴向电磁励磁线圈通电产生对磁钢去磁的轴向磁场，使磁钢对电机运行不产生或产生很小的影响，这时电机作为异步电动机运行。这样，这种多态电机同时具有混合式步进电动机低速时高转矩和异步电动机高速时高效率的优点，具有较高的高低速综合性能和较宽的运行速度范围。这次参展的EV96-1型电动轿车就是使用的这种多态
电机，目前这种电机仍正在研制中。
五、驱动方式的发展趋势
传统燃油汽车的驱动系统中包括发动机、减速器和差速器。这是由于内燃机的速度范围窄，必须用减速器来扩大速度范围。使用差速器是便于转向。减速器和差速器为一系列传动齿轮，它们在汽车运行中消耗一部分机械能，使车轮得到的功率不到发动机功率
的2/3，大大降低了汽车的效率。由于电动机与发动机的不同特点，电动车可以采用四种驱动方式：与传统燃油汽车相同；省略减速器；进一步省略差速器，电动机同轴驱动车轮，即轴驱；将电动机直接装在车轮内，即轮驱。可以看出。轮式驱动既完全消除了传动中的机械磨损，提高了传动效率，又具有最小的体积、最轻的重量，同时故障率降低。因此，轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。国内外对轮式驱动有过一定的研究，如在第26届东京Motor展览会上，东京电力公司推出的IZA型电动车就采用了四轮直接驱动方式，其最高时速为176km/h，1次充电行驶距离为548km(以40km/h恒速)，用的是镍镉电池，它是当时性能最佳的电动车，这无疑与轮式驱动方式有关。本次参展采用轮式驱动的只有两家，即中科院北京三环公司和哈尔滨工业大学的电动车。因为轮式驱动控制方式较为复杂，故需要在控制上多做工作。
5.1 控制系统趋于智能化
变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动车电机控制系统。这些技术或者不要求系统精确建模，或者善于处理非线性问题。它们的应用，将使系统结构简单，响应迅速，抗干扰力强，对参数变化具有鲁棒性，将大大提高整个系统的综合性能。目前这些智能化技术也有用于电动车控制中，但还仅仅用于改善系统的局部性能，也就是局部实现智能化，如模糊控制器、神经网络观测器、模糊参数辨识等。然而完全智能化是必然的，也需要很大的努力。
5.2 控制系统的全数字化
微电子学及计算机技术的发展，高速、高集成度、低成本的微机专用芯片以
及DSP等的问世及商品化，使全数字的控制系统成为可能。用软件代替硬件，除完成要求的控制功能外，还可以具有保护、故障监视、自诊断等其它功能。另外，为提高控制系统的可靠性和实用性，应使得改变控制策略、修正控制参数和模型也简单易行。全数字化是电动车控制乃至交流传动系统的重要发展方向之一。
综合优势
整个电机驱动系统将趋向小型化，轻量、简单，低成本，高容量，高效节能，反应迅速，调速性能好，运行稳定可靠，无须维护，对环境影响不大。
5.3 驱动方式的发展趋势
传统燃油汽车的驱动系统中包括发动机、减速器和差速器。这是由于内燃机的速度范围窄，必须用减速器来扩大速度范围。使用差速器是便于转向。减速器和差速器为一系列传动齿轮，它们在汽车运行中消耗一部分机械能，使车轮得到的功率不到发动机功率的2/3，大大降低了汽车的效率。由于电动机与发动机的不同特点，电动车可以采用四种驱动方式：与传统燃油汽车相同；省略减速器；进一步省略差速器，电动机同轴驱动车轮，即轴驱；将电动机直接装在车轮内，即轮驱。可以看出。轮式驱动既完全消除了传动中的机械磨损，提高了传动效率，又具有最小的体积、最轻的重量，同时故障率降低。因此，轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。国内外对轮式驱动有过一定的研究，如在第26届东京Motor展览会上，东京电力公司推出的IZA型电动车就采用了四轮直接驱动方式，其最高时速为176km/h，1次充电行驶距离为548km(以40km/h恒速)，用的是镍镉电池，它是当时性能最佳的电动车，这无疑与轮式驱动方式有关。本次参展采用轮式驱动的只有两家，即中科院北京三环公司和哈尔滨工业大学的电动车。因为轮式驱动控制方式较为复杂，故需要在控制上多做工作。
结 论
随着能源短缺和环境污染等问题的加剧，电动车已经成为解决能源和环保等突出问题的研究热点。目前，电动车驱动电机正朝着小型化、高功率密度、高可靠性等方向发展。永磁电机已经成为目前应用于电动车的主要电驱动产品。同时，以轮毂电机为代表的其他电驱动产品也逐渐进入实用化阶段。因此，我们应当把
握历史机遇，加大研发力度，在低碳经济和后危机时代的世界汽车工业布局中占得先机。同时，希望绿色交通技术稳步前进，真正实现人与自然的和谐发展，造福人类。
电动汽车无疑是时下最为“热门”的产品之一，世界各大知名汽车生产厂商都在奋力角逐这一“新鲜事物”，当然国内企业也不甘落后，而电动车整车组配过程中，电机的好坏又直接决定了整车性能的高低，我国电动汽车产业发展与国外差距正在拉大，其中电机的差距尤为明显。由于新能源汽车的发展，纯电动汽车所用电机市场已经成为重点销售方向，虽然很多国内企业都宣称自己拥有全产业链的科研实力，但是真正好的电机一定是需要长期的技术积累，然后才能试制、测试，最终才能走向批量生产。国内真正有实力做新能源电机的整车企业很少，尤其是在乘用车领域，在各企业大力宣扬拥有核心自主的背景下，大家都不愿对外展示作为新能源汽车核心部件之一的电机环节仍处于受制于人的境况。在中国号称做新能源电机的企业很多，但是专业做新能源电机的企业很少，很多企业都是从做传统的机械、船舶等传统工业电机领域转行进入新能源驱动电机领域，几无研发、生产经验。虽然传统工业电机与新能源汽车电机在原理上是相通的，但是在实际制造上还是存在不小区别的。新能源汽车所用电机分为异步电机和永磁电机两种，前者主要用于公交、客运等商用车，而后者主要用于乘用车。由于异步电机的转子无绕组，也无电刷，没有磁感应，功率转换效率低，构造也简单，价格也比较便宜，主要应用于大型客车;而永磁电机电机的转子有绕组，有电刷向转子供电，功率转换效率大，结构较复杂，价格也贵，主要用于对转速要求严厉的环境，比如纯电动乘用车。在此过程中为了很多电机配套企业都是急忙上马，将传统工业电机进行简单的技术改进，当新能源汽车电机提供给整车厂。