電動汽車電機的案例
純電動汽車電機噪聲測試與分析方法研究
[摘要]針對純電動汽車電機噪聲在整車上的聲學特征，介紹了在整車上測量電機噪聲的測點布置及測量工況，對測試數據進行分析，識別并驗證電機噪聲成分。分析比較了不同測試工況下的電機階次噪聲，選取具有代表意義的急加速工況進行電機噪聲分析，給出了電機階次噪聲的主客觀評價方法。文中介紹的電機噪聲測試和分析方法具有重要的工程應用價值。
關鍵詞
：電動汽車、電機、噪聲
1 引言
由于能源危機和環境污染問題的日益突出,不少國家已經公布了停售傳統燃油汽車的時間表，各大汽車廠商正在開發越來越多的電動汽車，消費者在選購電動汽車時，對乘坐舒適性的要求也越來越高。電動汽車的電機噪聲是影響乘坐舒適性的關鍵性能指標。相對于傳統內燃機汽車，電動汽車電驅動系統具有轉速高、力矩波動大的特點，而其引發的振動和噪聲具有中高頻成份占比大的特點。由于缺少了發動機噪聲的掩蓋，電機噪聲尤為突出。
近年來，國內外學者對電動汽車電機噪聲進行了研究，文獻[1]研究了某電動車急加速過程中電機噪聲，文獻[2]研究了電動車勻速工況時車內噪聲的聲品質，文獻[3]采用電機轉速信號的諧波來合成掩蔽聲場，從而提高車內噪聲的聲品質。本文系統介紹了電動汽車電機噪聲的測試及分析方法。
2 電機噪聲的測試方法
2.1 測點布置
測點需要包含電機艙和乘員艙電機噪聲，電機總成支撐的振動以及傳動軸轉速，如圖1所示。
表1列出了各個測點的所測量的信號種類、位置及名稱。
1到6號麥克風用來測量乘員艙的電機噪聲，為客觀反映人耳在車內聽到的聲音，當副駕駛和后排沒有乘客時，需要在座椅上增加人工頭用來模擬人的頭部，麥克風分別布置在人工頭的左右兩側。
展開 軸向磁通電機領銜！電動電機十年技術、材料與市場趨勢全解析
4、未來趨勢：軸向突破，徑向深耕
軸向磁通電機憑借高功率密度和效率，成為高端電驅技術的重要方向。隨著材料科學、熱管理技術和制造工藝的突破，其成本與散熱瓶頸有望緩解，將在機器人、飛行汽車、超高效風機及下一代電動車中加速普及。
徑向磁通電機則憑借成熟度、可靠性和成本優勢，在工業自動化、家電及主流交通領域持續優化演進。軸向與徑向磁通電機并非簡單替代，而是面向不同需求的技術分支。
軸向電機以極致性能沖擊高端應用，代表未來趨勢；徑向電機以成熟可靠支撐工業基礎，持續優化。理解其核心差異與優劣勢，方能精準選擇技術路線，驅動產業邁向高效、集成、智能的新時代。
二、未來十年電動汽車電機技術、材料與市場趨勢解析
IDTechEx最新發布的《2025-2035年電動汽車電機》報告，深入分析了未來十年電動汽車電機技術的發展趨勢、材料創新以及市場前景。
1、技術發展趨勢
報告指出，電動汽車電機技術正朝著更高功率密度、更高效率和更高集成度的方向發展。軸向磁通電機因其結構緊湊、功率密度高等優勢，逐漸成為市場關注的熱點。
戴姆勒收購了軸向磁通電機企業YASA，計劃將其應用于AMG電動平臺；雷諾也與WHYLOT合作，從2025年開始在混合動力車型中使用軸向磁通電機。
而輪轂電機作為另一種新興技術，雖然已應用于部分公路車輛，但多數項目因財務問題未能大規模推廣。不過，Protean公司在輪轂電機領域取得關鍵進展，東風汽車展示了首款搭載Protean Drive輪轂電機平臺的乘用車，并正在進行實路測試。
2、材料創新
磁性材料是電動汽車電機市場的關鍵考量因素。近年來，永磁電機在電動汽車市場中占據主導地位，占比穩定在75%以上。然而，由于稀土磁體供應鏈集中在中國，價格波動較大，歐洲部分原始設備制造商開始選擇無磁體設計，如雷諾和寶馬采用繞線轉子電機，奧迪使用感應電機。
展開 電動汽車電機驅動控制器功能安全架構研究
0 引言
伴隨著新能源汽車產業的發展，車用電子電氣系統的功能也日趨復雜，如何確保電子電氣系統的功能安全已成為行業關注的重點和研究的熱點。國際標準化組織（ISO）于2011年正式發布了ISO26262《道路車輛功能安全》標準，其提供了一套涵蓋系統（包括硬件和軟件）及其生產制造的完整功能安全設計流程與認證制度，以確保汽車行駛的安全性，并已成為汽車行業目前普遍接受的一套完整的評估并降低風險的方法，獲得了全球主要汽車制造商以及零部件供應商的廣泛認可和采用。盡管該標準針對功能安全性給出了完整的設計流程，對功能安全理念的引入發揮了至關重要的作用，但由于其并不涉及特定產品的具體設計，同時國內外的相關文獻也鮮有介紹，因此如何正確地實現產品級的功能安全，對設計人員而言仍然具有一定的難度。
作為純電動汽車核心動力部件，電機驅動控制器其功能安全的正確實施顯得尤為重要。本文將從純電動汽車電機驅動控制器的安全目標出發，詳細闡述針對不同微處理器結構如何實現系統架構設計層面的功能安全。
1 電動汽車電機驅動控制器安全完整性等級分析
1.1 安全目標及安全完整性等級ASIL
產品安全性開發的最終目的是為了符合安全目標。安全目標是系統最高層面的安全要求，是危害分析和風險評估（HARA）的結果。基于HARA分析可以得出針對安全目標的汽車安全完整性等級（ASIL）。根據文獻可知，ASIL等級的確定需要針對危害事件綜合考慮嚴重度（S）、暴露概率（E）和可控性（C）的因素，如表1所示，其中D代表最高等級，A代表最低等級，QM表示質量管理。
對于S，E，C指標，文獻中均有明確定義，本文不再贅述。需要說明的是，一個安全目標可能與多種危害相關，而多個安全目標也可能與某種單一的危害有關。
展開 一分鐘讓你全面認識新能源汽車電機
現在電動汽車的發展越來越快，而電動汽車電機的研發，更是引起了大家的關注，不過真正了解電動汽車電機的人卻寥寥無幾。小編為大家搜羅多方資料，為大家好好講一下電動汽車電機的知識。讓我們一起探討下高科技的汽車心臟！
電動汽車電機的地位
電控系統是電動車的大腦，指揮著電動汽車的電子器件的運行，而車載能源系統是電控系統中的核心技術，它是銜接電池以及電池組和整車系統的一個紐帶，其中包括電池管理技術，車載充電技術以及DCDC技術和能源系統總線技術等。因此車載能源系統技術日益成為產業應用技術研究的重要方向，并且，也日益成為產業發展的重要標志。目前，該技術已經成為制約電動汽車產業鏈銜接和發展的重要瓶頸。
電動汽車電機的產業化轉型
電動汽車出現由研發向產業化轉型的跡象，骨干汽車企業和動力蓄電池、驅動電機、控制器等核心部件生產企業在幾年的推廣、示范工作中發展壯大，推出了一系列滿足性能要求的產品。但是作為共性關鍵技術的驅動電機、電池等關鍵零部件技術，其可靠性、成本、耐久性等主要指標尚不能滿足電動汽車發展的需求，成為電動汽車發展的主要制約因素。
電動汽車電機研發困難
從電動汽車的產業鏈來看，受益端主要可能集中在核心零部件，上游資源端中對資源控制力強的公司也會較為受益。
研發困難的主要原因如下：
第一：電池是當前電動汽車技術和成本上的最大瓶頸。
第二：由于礦物資源的稀缺性，鋰、鎳等上游資源類企業也將有較大獲利。
展開 
電動汽車電機自動化裝配
電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好，但當前技術尚不成熟。電源為電動汽車的驅動電動機提供電能，電動汽車電機將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。電動汽車上應用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但隨著電動汽車技術的發展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，充電速度較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代。
電動汽車電動機可分為交流電動機、直流電動機、交/直流兩用電動機、控制電動機(包括步進、測速、伺服、自整角等)、開關磁阻電動機及信號電動機等多種。適用于電力驅動的電動機可分為直流電動機(將直流電能轉換為機械能的電動機)和交流電動機(將交流電能轉換為機械能的電動機)兩大類。在電動汽車上已應用的和有應用前景的有直流電動機、交流感應(異步)電動機、永磁無刷電動機、開關磁阻電動機等。
這張工藝流程圖展示了典型的電動汽車驅動電機（永磁電機、徑向磁場）的制造工藝流程。當然，具體的工藝根據電機結構、工廠的工藝水平不同會有一些差異。但是相信這份工藝流程圖能對上所有徑向磁場電動汽車電機工藝流程的90%以上。
有幾個比較具有靈活性的、不同廠家不一樣的工藝：
定子部分，有些定子上帶平鍵，熱套前需要壓平鍵；
定子部分，接線座可以合裝后再裝；
轉子部分，插磁鋼可以在鐵芯入軸之后；
轉子部分，磁鋼前充磁也很普遍；
轉子部分，灌膠也有自然干的，也有注塑的；
總裝部分，可以先裝后端蓋再合裝；
總裝部分，旋變調零可以在裝旋變定子時同步完成。
最后，工藝流程還和裝配自動化程度有關，手動和半自動裝配的工序會和全自動裝配的工藝有一定的差異。
展開 【電機在汽車領域中的有哪些應用】- 米思米機械設備知識分享
目前，電動汽車電機控制器多采用三相全橋電壓型逆變電路拓撲，部分產品前置雙向DC/DC變換器，以增大電機端輸入交流電壓，提升高轉速下的輸出功率，降低電機設計與生產成本。傳統控制器中直流支撐電容器體積龐大、耐高溫性能較差。綜合技術和市場趨勢分析，未來，車用驅動電機系統的三個技術發展方向是永磁化、數字化和集成化。
1、永磁化指永磁電機具有功率密度和轉矩密度高、效率高、便于維護的優點。目前電機永磁化趨勢正凸顯，一覽數據顯示，永磁同步電機在我國新能源汽車中的使用占比已超過90%。
2、數字化包括驅動控制的數字化、驅動到數控系統接口的數字化和測量單元數字化。用軟件最大程度地代替硬件，具有保護、故障監控、自診斷等其他功能。
3、集成化主要體現在兩個方面：1）電機方面：電機與發動機總成、電機與變速箱總成的集成化；2）控制器方面：電力電子總成（功率器件、驅動、控制、傳感器、電源等）的集成化。未來把電機、減速機、控制器一體化，是一種趨勢，不僅減小了體積，更使得產品更加標準化。
目前主流電機控制企業主要分為兩類：一類是電動汽車整車企業，其生產的電動汽車電機https://www.misumi.com.cn/seojingtai/diandongji.html控制器一般供給其整車產品；另一類是電動汽車零部件企業，其生產的電動汽車電機控制器一般供給特定或非特定的整車企業。
在乘用車領域，整車企業通常具備較強的綜合實力，通常自主研發生產電動汽車電機控制器，或者以自主研發生產為主，適當采購零部件企業的產品為輔；在客車領域，整車企業通常電機控制器研發經驗不足，一般選擇外購電動汽車電機控制器，少數規模較大的整車企業會選擇自主研發生產或者自主研發生產與外購相結合的方式。
展開 汽車專題第五期 |新能源汽車—電機篇（一）
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9.新能源汽車電機驅動技術
主要內容：汽車“5維”空間的基本內容、電動化基本點是電機驅動技術的應用、汽車驅動電機的基本類型、汽車驅動電機的車載電源系統、汽車驅動電機布置形式、電動差速器、電機驅動輔助發動機驅動技術...
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10.電動汽車電機驅動控制器功能安全架構研究
主要內容：電動汽車電機驅動控制器安全完整性等級分析、EGAS架構在功能安全中的應用、電機驅動控制器安全理論分析、單核鎖步微處理器的安全架構實現、多核鎖步微處理器的安全架構實現、雙芯片微處理器的安全架構實現...
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11.基于動力性指標的純電動汽車電機參數設計
主要內容：電動汽車的動力性指標、電機特性及其與各指標的關系、最高車速與爬坡性能設計、電動汽車加速指標設計、設計實例...
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12.電動汽車電機"冷卻"技術
主要內容：電力牽引電機的拓撲、輪輻電機系統剖析圖...
展開 純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
作者：李彬，鄧建交丨中國第一汽車股份有限公司
摘 要：
純電動汽車在整車NVH性能開發過程中，驅動電機存在8階嘯叫噪聲，嚴重影響整車NVH性能品質。通過整車試驗、主觀評價及CAE仿真分析手段，驗證出空氣傳播為車內8階嘯叫噪聲大的主要路徑，鎖定驅動電機逆變器殼體共振及電機懸置支架振動是造成8階嘯叫噪聲大的關鍵因素。
本文作者基于某純電動汽車電機嘯叫噪聲表現，通過整車測試評價及電機本體CAE仿真分析的手段提出結構改進方案，優化后電機嘯叫噪聲降低明顯，對純電動汽車電機嘯叫噪聲優化提供了一定的依據及相關經驗。
展開 新能源電動汽車電動汽車驅動電機控制器結構與功能
一、電動汽車驅動電機控制器概述
電機控制器，控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機控制器
在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關鍵零部件之一。
電機控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅動電機控制器的基本結構
電動汽車驅動電機控制器基本結構可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機的轉速、轉矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應冷卻水路從整車冷卻系統引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸的對接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應、與其他控制器通訊。
2.
展開 純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
作者：李彬，鄧建交丨中國第一汽車股份有限公司
摘 要：
純電動汽車在整車NVH性能開發過程中，驅動電機存在8階嘯叫噪聲，嚴重影響整車NVH性能品質。通過整車試驗、主觀評價及CAE仿真分析手段，驗證出空氣傳播為車內8階嘯叫噪聲大的主要路徑，鎖定驅動電機逆變器殼體共振及電機懸置支架振動是造成8階嘯叫噪聲大的關鍵因素。
本文作者基于某純電動汽車電機嘯叫噪聲表現，通過整車測試評價及電機本體CAE仿真分析的手段提出結構改進方案，優化后電機嘯叫噪聲降低明顯，對純電動汽車電機嘯叫噪聲優化提供了一定的依據及相關經驗。
1 電機8階嘯叫問題
1.1 整車電機8階嘯叫噪聲
根據整車測試數據，加速工況車內電機8階嘯叫噪聲凸顯，測試結果如圖1所示。對應主觀評價結果為車速在60km/h～80km/h范圍，車內存在明顯電機嘯叫噪聲，主觀評分6分。
展開 純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
作者：李彬，鄧建交丨中國第一汽車股份有限公司
摘 要：
純電動汽車在整車NVH性能開發過程中，驅動電機存在8階嘯叫噪聲，嚴重影響整車NVH性能品質。通過整車試驗、主觀評價及CAE仿真分析手段，驗證出空氣傳播為車內8階嘯叫噪聲大的主要路徑，鎖定驅動電機逆變器殼體共振及電機懸置支架振動是造成8階嘯叫噪聲大的關鍵因素。
本文作者基于某純電動汽車電機嘯叫噪聲表現，通過整車測試評價及電機本體CAE仿真分析的手段提出結構改進方案，優化后電機嘯叫噪聲降低明顯，對純電動汽車電機嘯叫噪聲優化提供了一定的依據及相關經驗。
1 電機8階嘯叫問題
1.1 整車電機8階嘯叫噪聲
根據整車測試數據，加速工況車內電機8階嘯叫噪聲凸顯，測試結果如圖1所示。對應主觀評價結果為車速在60km/h～80km/h范圍，車內存在明顯電機嘯叫噪聲，主觀評分6分。
展開 
純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
5 結論
（1）本文研究了某純電動汽車電機8階嘯叫噪聲，通過激勵源與傳遞路徑分析，驗證出空氣傳遞是車內電機8階噪聲的主要路徑；
（2）通過整車試驗和CAE仿真分析相結合，提出電機結構改進方案，優化效果明顯，電機8階噪聲水平由55dB（A）降為50dB（A）；
（3）進行了電機8階嘯叫噪聲主觀評價與客觀測試對應分析。
新能源電動汽車電動汽車驅動電機控制器結構與功能
一、電動汽車驅動電機控制器概述
電機控制器，控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機控制器
在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關鍵零部件之一。
電機控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅動電機控制器的基本結構
電動汽車驅動電機控制器基本結構可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機的轉速、轉矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應冷卻水路從整車冷卻系統引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸的對接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應、與其他控制器通訊。
2.
展開 一文了解電動汽車用驅動電機系統超速試驗
為了提高電動汽車的動力性能和行駛里程，通常會將電動機的最大轉速設計得相對較高。這樣，當電動汽車需要加速或爬坡時，電動機可以快速輸出更大的功率和轉矩，提供更好的加速和動力表現。
電動汽車的能量回收系統也需要考慮到電動機的高轉速設計。當電動汽車行駛時，制動時會將動能轉化為電能回收，這些電能會被存儲在電池中供電動機使用。如果電動機的最大轉速較低，那么在制動時能夠回收的能量就會受到限制，從而降低了電動汽車的行駛里程。
對電動汽車來說，高轉速的優點如下：
對于新能源電機來說，轉速高，功率密度高，體積遠小普通電機適于新能源汽車的應用。
轉動慣量小、動態響應快、峰值轉速性能好。
因此，電動汽車通常將電動機的最大轉速設計得相對較高，以提高動力性能和行駛里程。
超速試驗是用來測試電動汽車驅動電機系統的性能和穩定性的試驗方法。這種試驗旨在評估電機在超出正常速度范圍時的行為，以確保其在高速運行時仍然安全可靠。試驗過程通常包括測量電機的功率，扭矩，散熱和振動特性，以確保它們在高速工作時仍然能夠穩定運行。如果超速試驗結果不理想，則可能需要對電動汽車的設計或制造進行改進，以確保它的安全性。
電動汽車的驅動電機系統是關鍵部件，需要經過嚴格的測試以確保性能和安全。其中，超速試驗是對電動汽車驅動電機系統的重要測試之一。目的是測試電機在超額轉速下的性能和穩定性。
在這項測試中，電動汽車的驅動電機被設置在最高轉速，并在這個狀態下運行一段時間，以評估電機的熱效應、震動水平和電流、電壓的變化情況。如果電機在超速試驗中表現良好，說明其在實際使用中能夠承受高轉速的壓力。
超速試驗是電動汽車驅動電機系統生產商和汽車制造商在設計和生產過程中必須進行的一項重要測試。
展開 淺析純電動汽車驅動電機控制系統的控制過程
純電動汽車的使用已經走進我們的生活，它已成為當前這一時期汽車的典型轉型。純電動汽車從結構上來說主要體現在動力總成控制系統、電機控制系統和電池及其管理系統三個方面。從工作原理上來講，純電動汽車主要是通過高壓蓄電池直接供電，再由驅動電機控制模塊控制汽車驅動電機起動運轉。本文主要對純電動汽車電機的結構、電機控制系統過程進行分析。
燃油汽車在使用過程中燃燒排放出熱量，同時廢氣排放也在同步增加，這就讓我們的環境持續受到污染，空氣指數也受到嚴重影響，隨著我們對燃油的使用，燃油能源也在逐漸的減少，人類將會面對能源危機所帶來的影響。為了我們的生存環境不再受到污染，為了讓生態資源與人類需求保持平衡，純電動汽車的發展逐漸取代現在使用的燃油汽車，將成為我們的迫切需要。
純電汽車與傳統汽車相比，主要是用蓄電池取代傳統汽車的發動機。電動汽車電動機驅動系統所需要的電能由車載蓄電池提供，并將車載蓄電池輸出的電能轉化為電動汽車所需要的機械能，而驅動電機的輸出軸便連接至該電 動汽車的驅動系統，經過驅動系統基本結構的傳動裝置， 傳動裝置把驅動電機傳來的力轉化為驅動力，從而驅動汽車驅動輪，完成行駛。
純電動汽車的核心部件主要由驅動電機和電機的控制模塊組成，驅動電機模塊主要是根據駕駛員的操作，把電動汽車動力電池所產生的電能最大化的轉化為車輪旋轉所需要的動能，或者是在制動時，車輪上所產生的動能 反饋給電動車電池。電動汽車的動力性、經濟性和舒適性直接受驅動電機的特性影響，驅動電機的特性也就成為評價汽車性能的主要指標。
汽車驅動電機系統主要通過驅動電機、各種傳感器、 驅動電機控制模塊、高壓線束、低壓線束、冷卻系統與電動汽車的其它系統連在一起。
純電動汽車電機廣泛采用三相交流永磁電動機。
展開 