中國報告大廳網訊，在全球倡導綠色出行和可持續發展的大背景下，新能源汽車產業蓬勃發展，作為其核心部件的驅動電機，也迎來了前所未有的發展機遇與挑戰。2025年，驅動電機行業呈現出諸多新的趨勢，這些趨勢不僅影響著新能源汽車的性能提升，還對整個行業的發展格局產生深遠影響。深入了解新能源汽車驅動電機的現狀與發展趨勢，對於把握驅動電機行業的未來方向至關重要。
(一)直流電機在新能源汽車中的應用
《2025-2030年中國驅動電機市場專題研究及市場前景預測評估報告》指出，直流電機曾在新能源汽車發展初期被部分應用。它分為直流有刷電機和直流無刷電機。直流有刷電機控制簡單，成本較低，在低速時能輸出較大轉矩，如美國某公司生產的小型電動汽車就採用了這種電機，其額定電壓120V，最高轉速8000r/min，低速時最高扭矩可達4067N・m。不過，它的電刷供電方式導致使用壽命較短，維護成本高，運行效率也較低，通常只有80%-85%。
直流無刷電機則應用在一些小型車輛中，相比直流有刷電機，它的壽命更長，性能更優，效率也稍高，但仍不足90%。而且，其驅動器需要三相逆變器，造價相對較高。國內某公司生產的小型電動車就採用了他勵的直流無刷電機，額定電壓多為48V，最大功率可達4kW。
(二)交流永磁同步電動機的廣泛應用
交流永磁同步電動機在新能源汽車中應用廣泛，具有功率密度高、調速範圍廣等優點，其恆轉矩區間和恆功率區間範圍大，特別適合電動汽車的寬工況運轉。該類型電機可分為徑向磁通式和軸向磁通式。
徑向磁通式永磁同步電機應用最多，許多知名汽車品牌都採用了這種電機。例如，特斯拉ModelSPlaid採用三電機布局，最大功率可達1020馬力，電機轉速高達20000r/min，通過碳纖維纏繞固定永磁體外層護套，提高了抗離心力能力和功率密度。上汽大眾ID.4則採用扁線繞組和優化後的散熱流道，可輸出最高功率150kW，扭矩310N・m，最大轉速16000r/min。不同的車企通過改進繞組結構、優化散熱方式以及調整轉子永磁體分布構型等方法，不斷提升電機性能。
軸向磁通式永磁同步電機具有結構緊湊、體積小、重量輕、功率密度高的特點。像奔馳的VisionOneEleven概念車採用的YASA無軛部軸向磁通電機，通過分瓣無軛部的定子鐵芯技術，簡化了電機下線過程，降低了齒槽轉矩。還有Infinitum的軸向磁通電機，定子中不使用鐵芯和銅繞組，而是將銅繞組刻蝕在PCB中，減少了銅的用量，提高了電機的穩定性和壽命，其額定功率密度可達15kW/kg，峰值功率密度可達30kW/kg。
(三)磁阻電機的發展與應用
磁阻電機包括開關磁阻電機和開關磁通電機。開關磁阻電機最大的優點是避免使用永磁體，能在高溫環境下工作，工作溫度甚至可達400℃，且結構簡單，製造成本低。美國某公司生產的開關磁阻電機已應用於電動汽車，採用單定子單轉子及雙定單轉子的構型。不過，它的輸出扭矩波動較大，長時間大功率運行時電機溫升明顯，這限制了其在電動汽車上的廣泛應用。
開關磁通電機結合了永磁電機與開關磁阻電機的優點，反電動勢更加正弦，輸出轉矩波動低，適合高速場合。但與內嵌式永磁體構型的永磁同步電機相比，其永磁體利用率較低，成本更高，且定子永磁型開關磁通電機易飽和、轉矩過載不足，還容易引起永磁體高溫退磁。目前，相關研究主要集中在優化電機結構和控制策略，以提升其性能。
(四)交流異步感應電機的應用情況
交流異步感應電機在新能源汽車中也有應用，其結構簡單，成本較低，沒有退磁風險。特斯拉在其首款量產電動汽車ModelS中採用了模塊化的銅轉子技術，降低了加工成本。奧迪E-Tron則採用扁線繞組及鑄鋁轉子，並對定轉子同時冷卻，前橋驅動電機峰值功率為135kW，最大輸出扭矩為309N・m，電機最高轉速為15000r/min;後橋驅動電機峰值功率為165kW，最大輸出扭矩為355N・m，最高轉速為15000r/min。然而，異步感應電機的效率相對較低，轉子銅耗較大，控制性能也不如永磁同步電機。
(一)供電電壓高壓化趨勢
當前，新能源汽車驅動電機的供電電壓呈現高壓化趨勢，常見的電壓平台有400V、800V、900V和1000V。特斯拉的部分車型採用400V左右的電壓架構，如Model3電壓為350V，ModelY為400V。800V架構的應用也越來越廣泛，保時捷的Taycan跑車率先使用，在該架構下，電動汽車充電時間大幅縮短，系統熱量產生減少，電力電子集成的質量和體積也有所降低，負載能力提升25%-50%。智己LS6、比亞迪等眾多品牌的車型也採用了800V架構。
900V平台應用於較為豪華的汽車領域，如LucidAirEV，其量產電機功率密度達到9.17hp/kW。2022年末，特斯拉交付的Semi卡車採用了1000V的高壓平台，最大充電功率可達1MW。不過，電壓的升高對電機的耐壓等級、車內用電設備絕緣能力以及繞組絕緣等級都提出了更高要求，需要通過技術創新來解決這些問題。
(二)轉速不斷提高
隨著技術的發展，新能源汽車驅動電機的轉速越來越高。從相關公式可知，電機轉速與電壓等級、輸出電流頻率以及極對數有關。目前，許多新能源汽車驅動電機的轉速基本都高於20000r/min，如比亞迪超級E平台電機轉速可達30511r/min，小米SU7Ultra的V8s電機最高轉速達27200r/min。
對於確定極數的電機，為了獲得更高轉速，需要提高輸出電流頻率，但這會導致鐵耗增加，對轉子強度和軸承要求也更高。因此，為了降低鐵耗，矽鋼片厚度逐漸減薄，國內部分企業生產的矽鋼片厚度已從傳統的0.35mm、0.5mm減薄至0.2mm、0.25mm等。對於不確定極數的電機，可以通過改變極對數來獲得不同轉速，西安交通大學團隊開發的4極/8極變極交流異步感應電機，就具備出色的切換響應性能，調速範圍更廣。
(三)提升NVH性能
隨著驅動電機轉速的提高，電磁振動噪聲成為影響乘坐與駕駛舒適性的關鍵因素，直接影響電機的NVH性能。優化設計思路主要有兩個方面：一是優化電磁力大小，比如採用轉子隔磁橋或多目標優化方法降低電磁力，從而降低電磁噪聲;二是提高定轉子槽的力學性能，匯川聯合動力通過高精度模具注塑固化技術，使鐵芯槽齒與工程塑料形成分子級結合，提升了NVH性能;比亞迪超級E平台則採用矽鋼片粘結技術，降低了NVH2dB。未來，驅動電機將通過強化定轉子鐵芯和結構優化等方式進一步提升NVH性能。
(四)追求更高功率密度
新能源汽車為了增加續航里程，不斷輕量化整車系統，驅動電機的功率密度對整車性能至關重要。目前，不同車型的驅動電機功率密度差異較大，如智界S7功率密度為2.57hp/kg，小米V8s則高達13.76hp/kg。為了提高功率密度，國內外廠商採用多種方法，如研發新的矽鋼材料，提高矽鋼片的導磁性能和強度;採用扁線繞組提高槽滿率，同時研究混合扁線繞組技術降低繞組損耗;將矽鋼片做薄降低鐵耗等。此外，散熱系統的設計也越來越重要，良好的散熱能保證電機在高功率下穩定運行，提高功率密度。
(五)新型電機材料的研發與應用
隨著驅動電機轉速和功率密度的不斷提高，對電機材料的要求也越來越高。目前，新能源汽車主要採用無取向矽鋼，通過固溶強化、析出強化以及位錯強化等方式提高其強度。降低矽鋼鐵耗的有效方案是提高鋼中Si含量和將矽鋼片薄規格化，日本開發的極薄無取向矽鋼應用於小型高效率電機，在10000r/min下鐵耗比35W300降低53%。
比亞迪超級E平台採用1000MPa高強度矽鋼片等創新材料，實現了更高功率的輸出。此外，非晶合金材料因其低損耗、高磁導率的特性受到關注，雖然其飽和磁密相對較低，但在特定頻率下鐵耗遠低於矽鋼材料。未來，超薄高牌號無取向矽鋼和非晶合金材料有望在新能源驅動電機中得到更廣泛的應用。
(六)電機及其它裝置高度集成化
電機與減速器、控制器等裝置高度集成是新能源汽車驅動系統的重要發展方向。采埃孚生產的三合一電驅總成，集成了電機、驅動控制器、減速器以及外殼等，結構緊湊，重量減小，提高了同軸度，降低了噪聲，且可靠性更高。比亞迪則不斷提升集成度，從最初的三合一平台發展到八合一平台，甚至提出了十二合一的更高集成度平台，進一步提高了系統效率，改善了整車布局。
不過，高度集成化也帶來了一些挑戰，如系統複雜性增加、單點故障風險提高等，需要行業內不斷創新，採用先進技術手段解決這些問題，以充分發揮集成化的優勢。
(七)電機轉速傳感的低成本高可靠發展
電動汽車需要速度反饋來確保電機的穩定運行，常用的速度反饋元件有旋轉編碼器、霍爾速度傳感器以及旋轉變壓器等。旋變耐震動，解析度較高，壽命長，但需要額外解碼器;編碼器解析度更高，但不耐震動，壽命較低;霍爾傳感器解析度最低。
新型的磁編碼構型成本低，是傳統反饋元件成本的十分之一。其通過霍爾元件將磁場信息轉換為電氣信號，再經AD轉換器和運算電路處理，可獲得角度信息。主控晶片採用的MT6825支持多種輸出方式，解析度高。未來，新能源汽車驅動電機的轉速反饋裝置將朝著低成本、高可靠、高精度的方向發展。
(八)驅動控制器高頻高效化
半導體材料的發展推動了驅動控制器的進步。驅動電機行業現狀指出，第一代矽材料半導體適合低壓、高頻場景;第二代半導體GaAs主要用於射頻器件;第三代半導體SiC和GaN則在新能源汽車等領域有廣泛應用前景。SiC基功率器件適用於高頻、高壓場景，新能源汽車採用SiC基元件或全SiC半導體，能大幅降低損耗，提升效率，開關損耗可降低約30%-80%。GaN適合低壓高頻率應用場景，在汽車的高功率DC/DC轉換器上應用廣泛。未來，新能源汽車驅動控制器將更多採用SiC與GaN元件，朝著高頻高效化方向發展。
綜上所述，2025年驅動電機行業在新能源汽車領域正經歷著深刻變革。從當前的應用現狀來看，直流電機、交流永磁同步電動機、磁阻電機和交流異步感應電機各有特點，在不同類型的新能源汽車中發揮著作用。而在發展趨勢方面，供電電壓高壓化、轉速提高、NVH性能提升、功率密度增加、新型材料應用、高度集成化、轉速傳感優化以及驅動控制器高頻高效化等趨勢愈發明顯。這些趨勢相互關聯、相互促進，共同推動著新能源汽車驅動電機技術的不斷進步，也促使驅動電機行業朝著更加高效、可靠、環保的方向發展，為新能源汽車產業的持續發展提供了有力支撐。
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