智能汽车电驱动系统发展趋势分析报告( 五 ) _信息快讯

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图十一： “双电机四驱”方案示意图
（资料来源：富田电气，本翼资本整理）
2.3 技术发展趋势
电驱动技术的革新将为汽车动力性能、整车设计的变革赋能。在永磁同步电机优势显著的背景下，业内主要通过探索新型永磁材料、圆线改扁线等方式来提高永磁同步电机的功率密度。部分欧洲国家/车企力推无稀土电机路线，但目前缺乏实际进展。另一方面， SiC功率器件的产业化将显著提升电机控制器的性能，并使电驱动系统的性能表现得到进一步优化。
(1) 永磁同步电机的改良：新型永磁材料的探索至关重要
新型永磁材料：转子永磁材料的磁性是影响永磁同步电机功率密度的关键因素。磁性主要由剩磁、磁能积、矫顽力等指标衡量。剩磁、磁能积越高，电机的功率密度越高；矫顽力越高，热稳定性越强，在极端环境下不易退磁。目前主流的烧结钕铁硼方案，同时具备高剩磁密度、高矫顽力和高磁能积的优点，是迄今为止磁性最强的材料。近年业内主要通过晶界渗透技术，增强钕铁硼的剩磁及矫顽力，并降低制备过程中镝、铽等重稀土的添加量，从而降低材料成本。
经过近40年发展，钕铁硼的制备工艺已完全成熟，其最大磁能积已接近理论值，提升空间有限，磁能积的进一步提升亟待新型永磁材料的研发应用。信越化学从需求角度出发，建立了寻找新型永磁材料的理论体系，但目前未能找到有应用价值的替代方案。展望未来，磁性远强于烧结钕铁硼的新型永磁材料，将助力电机功率密度实现翻倍提升，并使得轮毂电机、飞行汽车等未来汽车形态真正具备可行性。因此新型永磁材料的探索与应用将长期作为驱动电机技术发展的关键主线。
扁线定子绕组：与传统的圆线绕组相比，扁线绕组（Hair-pin）的集成度更高，可以提高定子的槽满率，更好地利用空间。同等条件下，绕组的有效横截面积大幅增加，旋转磁场的磁性增强，从而提高电机的功率密度。此外，扁线绕组的电阻更小，端部尺寸较短，具备铜损低（效率更高），散热性能更好的优势。

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图十二：圆线方案与扁线方案（4层）对比
（资料来源：知乎，本翼资本整理）
扁线方案的层数越少，导线越粗，但导线过粗会导致“趋肤效应” ，电流只通过导线表面，造成中间面积的浪费，因此不能一味追求横截面积提升。根据北汽新能源的研究数据， 4层扁线方案在高转速工况下铜耗极高，温升超限值，缺乏实际应用价值，而8层扁线方案在效率、续航里程、散热等维度的表现优于4层方案。目前可行方案集中在6层（比亚迪）、8层（上汽、吉利、纬湃科技）、10层（特斯拉）三种。在成本端，扁线方案已初具竞争力，特斯拉、比亚迪、吉利威睿的扁线电机已开始量产装车。随着工艺精度的进一步优化，成本逐渐下降，扁线绕组的渗透率有望持续提升，成为市场主流。

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