很多用户对电车的加速速度快，声音小，顿挫少。di一印象。以电机为核心的电动驱动系统是实现这种愉悦体验的核心部件。电是如何推动汽车前进的？电动汽车电机和普通电机有什么区别？如何同时提高电动驱动系统的性能和耐久性？
本期Tech Talk，我们邀请威来电驱动工程师 Z.李，赛事管理工程师 S.苏，与我们分享电动汽车电机的驱动原理，以及如何使用碳化硅技术，使威来的第二代电动驱动平台更有效率。
如何将电能转化为动能？
1820 丹麦物理学家奥斯特（Hans Christian ?rsted）发现电磁现象：将导线与电池连接成通电电路，导线下的磁针会因电流方向不同而偏转。
奥斯特实验
几周后，法国物理学家安培（André-Marie Ampère）总结了电流与磁场在通电闭合电路中的关系，称为安培定则，即我们熟悉的右手螺旋定则——用右手握住通电螺丝管，让四个指向电流的方向，所以拇指指的一端是通电螺丝管的N极。
安培定则
1821年，英国物理学家法拉第发现了电磁场的存在和逻辑的形成（Michael Faraday）发明了di用电流驱动物体运动的装置——将自由悬挂的导线浸入导电的水银池中，并在池中固定磁铁。当电流通过电线时，电线开始围绕磁铁旋转，这也被公认为世界di电机的雏形。当电流通过电线时，电线开始围绕磁铁旋转，这也被公认为世界di电机的雏形。
法拉第电机
随着人们对电的认识的加深，电机也在不断迭代发展，并逐渐应用于生产和生活的各个方面。目前广泛使用的电机可分为直流电机和交流电机。
“直流电”（Direct Current）例如，日常生活中的干电池不会发生周期性变化。直流电机的特点是磁场不变，通过换向器改变线圈中电流的方向，确保线圈能够连续旋转。连接换向器和导线的电刷在使用中会造成很大的损耗，导致直流电机需要频繁的维护和检查。
直流电机旋转原理
“交流电”（Alternating Current）电流方向随时间定期变化。交流电机使用的电源是三相交流电——它由三个频率相同、电势振幅相等、相位差120组成°由交流电路组成。三相交流波形振幅的大小决定了电机的扭矩，变频控制了电机的转速。
三相交流电
与直流电机相比，交流电机在结构上节省了换向器，不仅更简单可靠，而且适应了更高的速度条件，所以几乎所有的电动汽车都使用交流电机。定子和转子是，定子和转子是电机旋转的基础。将线圈缠绕在定子上，并固定在外壳上，转子在磁场的作用下旋转。
交流电机结构
三相交流电机的定子绕组可分为三组，每组和三相电机（A、B、C）其中一个电路相连。当定子绕组通入交流电时， 由于电流方向的变化，每个绕组周围都会产生变化的磁场。三组绕组可以通过定期变化产生旋转磁场。
交流电机定子绕组
在定子和转子磁场之间，遵循同性相斥，异性相吸的原
在交流电机中，可分为感应异步电机和永磁同步电机。感应异步电机的转子由导体线圈组成，转子磁场需要通过切割定子磁场的磁感线来产生，因此转子的转速总是比定子磁场慢。永磁同步电机的转子由永磁体组成，永磁体转子与定子磁场同步旋转。
两种电机各有优点:异步感应电机不需要额外的能耗来抵消磁场，因为没有永磁体；永磁同步电机不需要通电形成磁场，反应更快。(如果您想了解双电机的优点，可以单击Tech Talk | 双电机对电动汽车意味着什么？）
如何推动汽车前进？
说到永磁同步电机和感应异步电机，大家一定会觉得很熟悉。蔚来的di一代电动驱动系统由240驱动kW感应异步电机和160kW永磁同步电机由销售车型组成ES8、ES6、EC6。威来的第二代电驱动系统是300kW感应异步电机和180kW永磁同步电机由销售车型组成ET7。
电机对电动汽车就像发动机对燃油汽车，是汽车的心脏。威莱自成立以来，坚持三电自主研发（电机、电池、电气控制），不仅能更好地平衡和提高高性能和高效的技术指标，而且能实现更好的集成设计。蔚来的di一代电动驱动系统是中国第一个电机、变速箱和逆变器"三合一"；高度集成的电动驱动系统。
EDS高自动集成生产线
集成电驱动系统被称为EDS（Electric Drive System），它是指将车辆动力电池电能转化为车辆动能的系统，主要由电机、齿轮箱、PEU（Power Electronic Unit）由电机控制器组成。
感应异步电机拆解图
当电动驱动系统工作时，首先是由PEU电机控制器将电池的直流电转换为交流电并输入电机；电机中的定子产生旋转磁场，驱动转子高速旋转；然后通过减速器放大扭矩，通过差速器输出到车轮，驱动车辆行驶。
电驱动系统工作原理图
让电机既有性能又有耐久性的秘密
旗舰车长超5米，轴距超3米，ET70-100公里加速只需3.8秒，装备150秒kWh电池包的续航能力超过1000km。碳化硅可以在电动驱动系统中实现如此优异的性能性能（SiC）功率模块是必不可少的。ET7也是世界上第一批应用碳化硅功率模块的电动汽车。碳化硅功率模块所在PEU电机控制器是电机启动、进退、速度、停止的核心控制器，就像电机的大脑一样，是电动汽车中最重要的部件之一。
180kW前永磁同步电机
PEU电机控制器是将电池的直流电转化为电机所需的三相交流电的重要组成部分。开关设备是直流交流转换逆变电路中不可或缺的。简单理解逆变电路的原理，即直流电源两端并联三个由两个开关串联的电路。通过控制六个开关的关闭和断开，可以控制三个电路中电流的电流方向和通电时间，从而将直流电源转化为三相交流电源，开关工作频率高达1万次/秒。
逆变器模型
由于电池了电池和电机之间的电流，良好的开关设备不仅要更高效、更负荷，而且要尽量降低自身的能耗。行业主流采用开关设备材料的选择di一代硅基（IGBT）半导体，而ET碳化硅半导体为第三代半导体。
碳化硅具有硬度高、耐高温、耐磨、耐热震、耐腐蚀、导电性好、导热性好、吸收电磁波的特点。由于这些特点，作为开关设备，损耗更低，节能更快，速度更快，频率更高，设备体积更小，更适合电动驱动和电气控制的集成。
碳化硅（SiC）功率模块(板底白色部分)
与传统的硅基模块相比，碳化硅功率模块在高温下的开关损耗较低，芯片温度达到150℃开关损耗可降低75%左右，使电动驱动系统达到更好的效率水平。
而对于ET7的前180kW使用碳化硅功率模块后，永磁同步电机的综合损耗降低了4%~6%。并能在更宽的电压范围内工作，扩展兼容性更好，工作效率更高。在它的加持下，ET7真正兼顾了高性能和长续航性能。
转载自蔚来APP@小赵肖恩
