一文看懂新能源汽车的“心脏”——电驱系统

新能源汽车电驱系统是什么

在新能源汽车的 “心脏” 位置，跳动着的是电驱系统，它堪称车辆的动力源泉。对于纯电动汽车而言，电驱系统更是唯一的驱动装置，完全取代了传统燃油车的发动机 ，地位举足轻重。在电机控制器的精准调控下，电驱系统能够把动力电池储存的电能转化为机械能，进而驱动汽车行驶，实现车辆的前进、后退、加速、减速等一系列动作。

就好比人体的肌肉和骨骼系统协作完成各种动作，电驱系统中的各个部分也紧密配合。电机是核心部件，如同人的 “肌肉”，负责输出动力；传动机构则类似 “骨骼”，将电机的动力传递给车轮，确保车辆平稳运行 。而在插混或者增程车型中，除了驱动电机外，还有发电机的身影。发电机能把燃料的化学能，经过燃烧、放热、膨胀等一系列过程转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能传递给车轮驱动，协同驱动电机共同为车辆提供动力。

电驱系统的组成与工作原理

（一）核心部件揭秘

电驱系统主要由驱动电机、控制器、减速器三大总成构成 。驱动电机可谓是整个系统的 “动力心脏”，它能将动力电池的电能转化为旋转的机械能，为车辆的行驶提供源源不断的动力。

控制器相当于电驱系统的 “智慧大脑”，它依据整车控制器（VCU）下达的指令，对电机的运行状态进行精准调控，像电机的正转、反转，以及转速和扭矩的变化等，都在它的掌控之中。

减速器则承担着 “力量倍增器” 的角色，通过内部的齿轮组，它可以降低电机的输出转速，同时提高输出扭矩，让车辆在起步、爬坡等需要大扭矩的情况下，也能表现得游刃有余。

（二）工作流程详解

当我们启动新能源汽车，踩下加速踏板时，一系列复杂而有序的工作流程便悄然开启。首先，电控系统接到来自整车控制器的指令，迅速将动力电池输出的直流电逆变为交流电。这就好比一个神奇的 “电流魔术师”，将直流电巧妙地转化为适合驱动电机工作的交流电形式。接着，交流电输入到驱动电机中，电机内部的定子绕组和转子在电磁场的相互作用下开始高速旋转。这一过程就如同风扇通电后，扇叶快速转动产生风力一样，驱动电机通过旋转产生强大的机械能 。

然后，电机输出的高速旋转机械能，通过传动机构传递到减速器。减速器就像一个精密的 “速度调节大师”，对电机的转速进行降低处理，同时增大扭矩 。经过减速器的 “加工”，机械能以更适合车辆行驶的方式传递给车轮，推动车辆平稳前进 。在整个工作过程中，各个部件紧密配合，就像一场精心编排的交响乐，共同奏响新能源汽车的动力之歌。

驱动电机的类型与特点

驱动电机作为新能源汽车电驱系统的核心，其性能的优劣直接决定了车辆的动力表现。目前，新能源汽车领域应用的驱动电机类型丰富多样，每种都有独特的性能和适用场景 。

（一）永磁同步电机

永磁同步电机内部构造精巧，它借助永久磁铁来产生磁场，就如同给电机赋予了一个稳定的 “磁场基石”。在新能源汽车的驱动舞台上，永磁同步电机凭借出色的性能，成为了众多车企的宠儿 。它的优势显著，功率和扭矩表现十分出色，能够在短时间内输出强大的动力，满足车辆快速加速的需求 。同时，它的能量转换效率也很高，在运行过程中，能够将更多的电能转化为机械能，减少能量的损耗 ，从而有效提升车辆的续航里程。

然而，永磁同步电机也并非十全十美。它的成本相对较高，这主要是因为制造过程中需要用到价格昂贵的稀土永磁材料 ，增加了生产成本。而且，在高温、过流等特殊工况下，永磁体存在退磁的风险，一旦退磁，电机的性能就会大打折扣 。此外，永磁同步电机的机械强度相对较差，在面对复杂的路况和高强度的使用时，可能会出现结构损坏等问题 。

（二）异步（交流感应）电机

异步电机的工作原理独特，它通过在定子绕组中通入交流电，产生旋转磁场，这个旋转磁场会在转子绕组中感应出电流，进而产生电磁转矩，驱动转子旋转 。这种电机具有不少优点，首先，它不存在高温退磁的困扰，在高温环境下依然能保持稳定的性能 ，为车辆的可靠运行提供了保障。其次，异步电机的结构较为简单，主要由定子、转子和轴承等部件组成 ，这使得它的制造工艺相对容易，成本也更容易控制 。

不过，异步电机也有一些不足之处。它的能量转化率相对较低，在将电能转化为机械能的过程中，会有较多的能量以热能等形式损耗掉 ，导致电机的效率不高。而且，异步电机的功率密度也比较低，这意味着在相同的体积或重量下，它所能输出的功率相对较小 ，在一定程度上会影响车辆的动力性能和续航表现 。

（三）电励磁同步电机

电励磁同步电机与永磁同步电机有所不同，它需要外加电源进行励磁，通过调节励磁电流的大小和方向，来控制电机的磁场强度和运行状态 。这种电机在能量转换效率方面表现出色，能够高效地将电能转化为机械能，减少能量损耗 。同时，它的同步性能良好，能够精确地控制电机的转速和转矩，使电机的运行更加稳定、精准 ，特别适合对动力输出稳定性要求较高的应用场景 。

但是，电励磁同步电机也面临一些挑战。它的制造成本较高，不仅需要额外的励磁电源和复杂的控制装置，而且电机的结构也比较复杂 ，增加了制造和维护的难度 。后期的维护成本也不容小觑，由于其结构复杂，零部件较多，在使用过程中出现故障的概率相对较高，维修起来也更加困难 ，这无疑增加了用户的使用成本和时间成本 。

（四）轮毂 / 轮边电机

轮毂 / 轮边电机最大的特点就是能够实现单个车轮的独立驱动 ，这种独特的驱动方式为汽车的设计和性能带来了诸多可能性 。它可以轻松实现前驱、后驱、四驱等多种复杂的驱动形式 ，让车辆在不同的路况下都能展现出出色的通过性和操控性 。比如，在越野路况下，四驱模式可以提供强大的动力和扭矩，帮助车辆轻松应对各种障碍 。同时，轮毂 / 轮边电机还便于采用多种新能源车技术，为新能源汽车的发展提供了更多的创新空间 。

然而，轮毂 / 轮边电机目前还存在一些问题。成本居高不下是其面临的一大难题，由于技术难度高，制造工艺复杂，导致其成本难以降低 ，限制了其大规模的应用 。可靠性也是一个需要关注的方面，将电机安装在车轮附近，长期受到剧烈的上下振动和恶劣的工作环境影响 ，容易出现故障，而且在车祸中，轮毂部分很容易受损，维修成本也较高 。此外，轮毂 / 轮边电机增加了簧下质量，这对整车的操控性、舒适性和悬挂的可靠性都会产生较大的影响 ，需要通过优化设计和先进的技术手段来加以解决 。

电驱系统的布置形式

（一）中央电驱总成

中央电驱总成是将驱动电机与变速箱集成在一起，宛如一个 “动力集合体” ，在布置形式上，它与传统汽车动力总成极为相似，就像是传统动力总成的 “电动版替身” 。在实际应用中，德国采埃孚股份公司生产的型号为 CeTrax 的中央电驱总成便是典型代表，它能够被轻松整合到当前车用平台中 ，不需要对底盘、前后桥或差速器进行大幅度改动 ，具有很高的通用性 。

不过，这种布置形式也存在一些弊端。其传动路线较长，在动力传递的过程中，就像经过了多个 “能量消耗站”，导致能量损耗较大，系统效率偏低 。而且，它会大量占据底部空间，这对于动力电池的布置来说，就如同在有限的房间里放置过多的家具，让动力电池 “无处安放” ，限制了车辆的续航能力和整体性能的提升 。

（二）集成电驱动桥

集成电驱动桥巧妙地将传统驱动桥和电机集成在一起 ，就像把原本分散的部件组合成了一个高效的 “动力模块” 。当电机运转时，经过减速增扭的过程，直接驱动车轮转动 ，整个过程简洁高效 。然而，集成电驱动桥并非完美无缺。在 NVH（噪声、振动与声振粗糙度）方面，它的表现欠佳 ，运行时产生的噪音和振动会影响驾乘的舒适性 。簧下质量大并且偏置 ，这会使整车的可操控性降低 ，就像给车辆穿上了一双沉重且不平衡的 “鞋子” ，在行驶过程中难以灵活转向和稳定操控 。

（三）轮边电驱动桥

轮边电驱动桥实现了高度集成化 ，将电机、减速器以及传统驱动桥紧密融合在一起 ，宛如一个精密的 “动力集成体” 。它取消了传动轴和差速器 ，采用电子化差速传动 ，大大提高了传动效率 ，就像一条没有过多弯道的高速公路，让动力能够快速传递 。而且，它占用的空间较小 ，为动力电池的布置提供了更多便利 ，就像为动力电池找到了更合适的 “居住空间” 。

但是，轮边电驱动桥也面临一些挑战。簧下质量较大是其突出问题 ，这会对整车操控性产生不利影响 ，就像给车辆的悬挂增加了额外的负担，使其在行驶过程中难以保持平稳和灵活 。电子差速控制难度大 ，需要精准的算法和先进的控制系统来实现各个车轮的协调运转 ，否则容易出现车轮转速不一致等问题 ，影响车辆的行驶稳定性 。

（四）轮毂电机桥

轮毂电机桥将轮毂电机部分与驱动桥部分进行了高度集成 ，驱动电机直接驱动车轮 ，是新能源汽车驱动系统未来的重要发展方向 。这种布置形式的传动效率极高 ，能量在传递过程中的损耗极小 ，就像一条畅通无阻的快速通道，让动力能够高效地传递到车轮 。制动能量回收效率更是接近 100%。

不过，轮毂电机桥目前还存在一些技术难题。造价成本高是其面临的一大障碍 ，复杂的技术和高精度的制造工艺导致其生产成本居高不下 ，限制了其大规模的应用 。电机尺寸大时，容易出现过热、退磁等问题 ，就像一个高强度工作的机器容易发热损坏一样 ，这会影响电机的性能和使用寿命 。而且，相关的产业链体系还不够完善 ，在零部件供应、维修保养等方面存在一定的困难 ，需要进一步的发展和完善 。

新能源汽车电驱系统的发展现状与趋势

（一）蓬勃发展的现状

近年来，新能源汽车市场呈现出爆发式增长，成为全球汽车产业转型升级的重要方向 。根据中汽协发布的数据显示，2024 年 10 月，新能源汽车产销分别完成 146.3 万辆和 143 万辆，同比分别增长 48% 和 49.6% ，新能源汽车新车销量占汽车新车总销量的 46.8% 。1 - 10 月，新能源汽车产销分别完成 977.9 万辆和 975 万辆，同比分别增长 33% 和 33.9% ，新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的 39.6% 。11 月，我国新能源汽车产销量分别为 156.6 万辆和 151.2 万辆，环比分别增长 7.1% 和 5.7%，同比分别增长 45.8% 和 47.4% ，新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的 45.6% 。新能源汽车市场的火爆，也带动了电驱系统行业规模的不断扩大 。2019 - 2023 年，电驱动系统市场规模由 171 亿元增长至 1159 亿元，年复合增长率约为 61.35% 。预计在政策及市场的共同推动下，新能源汽车市场未来将保持高速发展，这无疑会进一步带动电驱系统行业的增长 。

（二）竞争激烈的格局

电驱系统行业由于技术、资金、人才等多方面的高门槛，呈现出企业集中度较高的竞争格局 。在国内市场，比亚迪凭借自身庞大的新能源汽车出货量，带动自家电驱系统出货量位居前列 。2024 年 5 月，比亚迪弗迪动力的电驱动系统装机量达到 145000 套 ，驱动电机出货量更是高达 283000 套 ，电控出货量为 282000 套 ，均名列前茅 。特斯拉也凭借其先进的技术和高知名度，在电驱系统市场占据重要地位 ，同年 5 月其电驱动系统装机量为 61000 套 ，驱动电机和电控装机量也都达到 61000 套 。此外，华为数字能源随着问界车型的热销，电驱系统出货量飙升 ，5 月装机量达到 60500 套 ，同比增长 5 倍以上 。精进电动作为我国新能源汽车驱动电机行业的领军企业 ，是第一家把新能源汽车电机产品推向产业化、国际化的公司 。其驱动电机产量、销量和出口量在我国新能源汽车电机领域长期位居首位 ，已成为全球产销量领先的独立驱动电机供应商之一 。精进电动不仅技术路线覆盖广泛，包括纯电动、插电混合动力、混合动力等 ，而且驱动电机产品具有高功率密度、高转矩密度和高可靠性的技术特色 。以其在菏泽的生产基地为例，自 2018 年 12 月落户以来，总体规划为 “五中心、两平台、一基地” ，其中 “一基地” 即为 “三合一” 电驱动总成基地，获国家发改委增强核心制造业重点支持 。其自主研发的 “电机 + 减速箱 + 电机控制器” 一体化总成具备成本更低、体积更小、效率更高等优势 ，产品市场份额连续多年居全国首位，国内市场占有率超过 1/3 ，还获得了欧美头部车企的青睐 ，在全球与德国博世、西门子居前三位 。

（三）未来发展趋势

未来，新能源汽车电驱系统将朝着多个方向持续创新发展 。在技术创新方面，集成化、平台化、模块化成为重要发展方向 。越来越多的企业将电机、控制器、减速器等部件进行深度集成，打造多合一电驱动系统 。例如，2024 年 11 月中国新能源乘用车电驱动系统装机量达到 87.6 万套，其中 10 合 1 及以上电驱动装机量继续提升，受比亚迪、吉利、东风乘用车带动，11 月突破 5 万套 ，对应的系统供应商包括弗迪动力、星驱科技、格雷博、智新科技 ，6 合 1 及以上占比突破 25% ，多合一占比进一步提升 。这种集成化设计不仅能有效减少系统体积和重量，还能提高整体效率 。同时，平台化和模块化设计可以降低研发成本，缩短研发周期，提高产品的通用性和互换性 ，满足不同车型的需求 。

高效率、高转速也是电驱系统技术发展的关键目标 。通过采用更先进的电机控制策略、更高效的电力电子转换系统和更轻量化的材料等技术手段 ，科研人员不断提高电驱系统的效率和功率密度 ，以提升车辆的续航里程和动力性能 。比如，一些企业研发出了新型的永磁材料和绕组技术，有效提高了电机的效率和功率密度 。同时，随着电机转速的不断提高，对电机的散热、润滑和机械结构等方面也提出了更高的要求 ，相关企业和科研机构正在积极攻克这些技术难题 。

此外，电驱系统还呈现出标准化、国际合作、产业链协同等发展趋势 。标准化的制定有助于规范市场，提高产品的兼容性和互换性 ，促进电驱系统行业的健康发展 。国际合作则可以整合全球资源，加强技术交流与创新，共同推动电驱系统技术的进步 。产业链协同发展能够实现上下游企业的紧密合作，提高产业整体竞争力 ，降低成本，保障供应链的稳定 。

总结

新能源汽车电驱系统作为车辆的核心动力单元，其性能优劣直接决定了新能源汽车的动力性、经济性、舒适性和安全性 。从永磁同步电机、异步电机等不同类型驱动电机的特点，到中央电驱总成、集成电驱动桥等多种布置形式的应用，再到行业内激烈的竞争格局以及未来集成化、高效率的发展趋势 ，电驱系统在新能源汽车的发展进程中扮演着举足轻重的角色 。

随着技术的不断进步和创新，电驱系统未来有望在提高效率、降低成本、提升可靠性等方面取得更大突破 ，为新能源汽车的普及和发展提供更加强有力的支持 。让我们共同期待电驱系统在新能源汽车领域创造更多的可能，推动整个行业迈向更加绿色、智能、高效的未来 。如果你对新能源汽车电驱系统还有其他疑问或想法，欢迎在评论区留言讨论 ，一起探索这个充满活力的技术领域 。

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