创新的电机设计和宽带隙半导体技术让电动汽车获得优异的牵引力

牵引电机设计在满足非常苛刻的功率密度和转换效率指标方面面临挑战，从而激发了对先进材料的探索和下一代轻型超高效机器的制造。此外，为了打入市场，这些电力牵引驱动技术必须支持经济可行的车辆解决方案。汽车行业追求各种各样的电力牵引配置以满足各种性能要求。最常见的车辆配置是通过机械传动的单电机和独立控制的轮内驱动（直接驱动或通过减速齿轮）。技术趋势包括改进电机，特别关注减少转子磁体内部稀土材料的使用，因为磁体占电机成本的最大部分，但对于实现性能目标至关重要。此外，主要趋势是降低成本、体积和重量，同时保持或提高性能（更高功率下的更高效率）和可靠性（15 年，100 万公里的使用寿命）。

电动汽车制造商使用了多种类型的电机，每种电动机在紧凑性、效率、速度、范围和可靠性方面都有其优点和缺点。主要电动汽车制造商目前使用三种主要类型的电机：感应电机、开关磁阻 (SR) 电机和永磁 (PM) 电机。

电动汽车牵引中使用的大多数永磁电机是内部永磁 (IPM) 转子。内部永磁 （ IPM ）转子具有磁凸极，可产生额外的磁阻转矩并进一步提高功率密度。使用永磁 （ PM） 电机的主要缺点是 使用的重稀土材料的成本，给定额定功率所需的磁性材料量是关键的成本考虑因素。与电机中使用的其他材料的成本相比，磁性材料的成本较高，并且最大限度地减少或消除所需磁性材料量的设计属性是电机选择的重要考虑因素。

车辆电力电子主要处理和控制电动汽车中的电能流动，电力电子设备对多项功能至关重要，但也许最关键的是主逆变器，它将直流电池转换为三相交流电以驱动电力牵引电机。电力电子设备的核心是功率开关技术（晶体管），它已经经历了超过五代的进步。电力电子的开发活动主要集中在改进逆变器，因为它们是关键部件，对电力电子目标的影响最大。这些开发活动旨在减少逆变器的体积，通过集成功能减少部件数量，并降低成本。今天，硅绝缘栅双极晶体管 (Si IGBT) 主导着中等功率范围，包括电动汽车逆变器。我们现在正在过渡到第六代，由宽带隙 (WBG) 半导体材料取代：两种最常用的 WBG 材料是用于高压/功率应用的碳化硅 (SiC) 和用于低电压应用的氮化镓 (GaN)电压和功率。