中國的中低檔車價格日益下降。2004年6月，奧托和吉利競相推出極低價位汽車，價格不到3萬元/輛。相比之下，電動汽車的成本仍然很高。原因是電動車還處於研發階段，樣車和試運營階段，根本沒有批量，跟流水線生產的燃油車沒法比。這是現實的，可以理解的。
同時，目前能演示運行的各種電動車都是在原燃油車底盤和車廂的基礎上進行改裝，即把發動機、油箱等系統全部去掉，再安裝電機、電池等相關配套設備形成電動車，而混合動力則是在原油系統的基礎上加上壹套電池和電驅動系統，形成油電混合驅動系統。那麽，電動汽車的成本主要由電池、充電器、驅動電機、控制器和電源轉換設備組成，約占整車成本的50-60%。
目前以純電動汽車為例，電池有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池。有的用DC電力驅動DC電機，有的通過逆變器將船上的DC電力轉換成交流三相380V供給三相異步電機，采用變頻設備調速。
不同類型的電池，不同的存儲容量，整體成本差異很大。此外，電動汽車儲電能力的提高也使成本翻倍。比如鋰電池配汽車，電池成本大概在4萬元以上，行駛裏程300km以上電池成本在8萬元以上。這個研發思路是白天開車，晚上充電。為了讓裏程不低於燃油車，電池成本高。
電動汽車驅動電機的成本差異很大。如果使用DC有刷電機，車載電源可以直接給電機供電，晶閘管控制器用於斬波調速。目前，電動汽車用DC有刷電機能夠滿足電動汽車的要求。但由於產量有限，成本高，品種規格少，選擇余地小，晶閘管控制器原來是意大利、美國等國外公司做的，現在可以國產化，成本高，關鍵部件都是國外公司生產控制。
如果使用DC無刷電機，必須與控制器集成，成本較高。通過調節電源的脈寬來調節電機轉速，具有體積小、重量輕的優點。電機可以國產化，控制器的關鍵部件都是國外公司生產的，降低成本的可能性不大。目前這種電機處於研發階段，和電動車壹樣，不會量產也是情理之中，成本高。
如果用交流異步電機作為電動車的驅動電機，它的優點是:體積小，重量輕，國產質量不差。因為車載電源是DC，需要通過逆變器轉換成交流電。汽車電機的電壓在380V左右，功率從幾十kw不等。逆變器功率不小，成本也不會低。交流電機采用變頻調節，交流異步電機采用變頻控制(VVVF)和磁場定向控制(FOC)。變頻控制器是國產的，進口的，但是關鍵部件都是進口的，不可能降低成本。
至於正在研發中的磁阻電機，也需要電子控制器來控制速度，其成本同上。開關磁阻電機采用模糊滑模控制(FSMC)來控制電機和調速。沒有這個電子控制裝置，馬達就不能工作。
電機轉速越高，電樞纏繞和切割磁場的速度越快，反電動勢越高。反而限制了電流，降低了扭矩，但在低速時可以輸出很大的扭矩。所以在路上或者上坡阻力大的時候，扭矩大，所以消耗電流大。換句話說，當電機低速運轉時，電流輸出不小，但電壓降低。
要調節電機的轉速，就要改變電壓，這是電機調速的理論基礎。把車載電源的電壓降到電機調速的低電壓，在頻繁的調速中消耗有限的電源，是壹種浪費。
電機的最高效率是在額定轉速下，轉速越低效率越低。為了提高車載電源的利用率，應該希望電機的效率越高越好。
電動汽車的驅動電機要求起步和爬坡時扭矩大，高速行駛時扭矩小，速度範圍大。DC無刷電機、DC永磁無刷電機、交流異步電機和磁阻電機是目前電動汽車驅動電機的主流技術和首選機型。他們有壹個無法回避的設備，電子控制設備和微機控制技術，這是構成電動車成本的主要部分和技術障礙之壹。目前核心技術都在外國人手裏，我們還得買。未來中國的各種電動汽車都會被推到壹邊，形成產業。或者有壹天中國能出口電動汽車，國外的控制器核心技術擁有者會像彩電、DVD壹樣收取專利費，那就是後話了，但這未必不可能。
要想降低電動車的總成本，只能在電池、充電器、電機、控制器產品上做文章。我們應該用技術創新的思想改變這種狀況，發明新的電機驅動、變速機構系統和電池充電方式，走自己獨特的道路。
如果電動車電池少，在各種路況下，保證電機正常運轉，不損壞電池壽命的前提下，電池驅動的車輛連續充電裏程200km左右，行駛2-3小時，然後在快速充電器上補充電源，這就要求電池能以1C或2C - 3C以上的電流充電。另外，電動車要在壹個城市、壹個區域內行駛，行駛範圍內要有公共充電站。在極短的時間內，如10分鐘、15分鐘，電池組可充電至80%-90%，可跑100 km-150 km。電動車本身配有車載充電器，回家可以在車庫慢慢充電。車載電池少，整車質量小，能有效增加載荷，成本低。
電機應該是DC有刷電機，稍微改進後直接驅動，不需要逆變電源，砍掉了這壹塊成本。電機調速不采用常用的暫波、脈沖調節、頻率調節的方法，而是采用調節內燃機油門的原理。將車輛驅動電機的功率分解成幾個小功率電機，組成壹個組合電機。這種組合中各電機功率相等或不同，在起步、加速、輕載、重載、爬坡時都不壹樣。即駕駛員根據電動汽車的實際運行情況，調整電機的工作量和總功率，工作電機始終在額定轉速下輸出轉速和扭矩，不進行調速，這樣就不再使用電子控制器和調速器。
多電機驅動可以降低整車主電機的電流和額定功率，減少單電機驅動時大電流對車載電池的沖擊，這對於使用時間較長的電池和車載電池組中儲電很少的電池尤為重要和關鍵，可以延長電池的使用壽命。
目前在研電動車的部分驅動機構仍然保留了原車中的機械傳動和離合器，這主要是由於電機轉速控制不理想，所以保留下來。要取消原有的機械變速箱和離合器，采用磁力驅動，實現無級變速。通過調節驅動裝置和從動裝置之間的距離，可以實現變速箱離合器的功能，與兩個電機結合，可以形成壹個有機的整體電機驅動系統。磁力驅動的調速可以與單個大電機或組合電機的幾個小功率電機匹配。在這種匹配中，電機總是在額定轉速下工作。由於磁力驅動的調節，電動車的速度有快有慢的變化，然後電機的負載和扭矩也隨之變化，即如果整車需要大扭矩，電機或電機組輸出大扭矩，否則輸出小扭矩，電機的扭矩變化隨著整車的需要而變化。電機的功耗也相應變化，讓電機輸出整車需要多少扭矩，消耗多少電，既節能又不需要經過復雜的電機控制系統。電機運轉時，轉速越高，扭矩越小，轉速越低，扭矩越大。這就意味著負載大，或者爬坡的時候要降低轉速來增加扭矩，這和電機是壹樣的。中國的稀土永磁材料在世界上占主導地位，應努力開發和應用。而采用DC稀土永磁有刷電機和磁力驅動器，稀土永磁材料得到充分利用，中國擁有自主知識產權，整體成本遠低於“電機、控制器、機械變速箱、離合器”。而且以後也不會受制於外企。
電動汽車包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車，它們都是由電動機驅動的。如果能把組合電機和磁力驅動應用到這些車輛上，這類車輛的總成本會降低很多，容易被市場接受，比內燃機車更有競爭力。因此，研究和開發電機與磁力驅動的組合將對電動汽車的研發和產業化起到積極的推動作用。
如果用奧托、吉利等極低價的車去掉電機、離合器、變速箱、油箱、供油系統，扣除這壹塊的成本大概在5000-6000元，那麽整車成本大概在25000元/輛，再加上電池組、車載充電器、電機、磁力驅動，總成本在30000-35000元。這種車是有競爭力的，電費估算約10元/100km，每100km耗電約18 kW/h，壹般車百公裏/100km耗油8升，按2004年6月油價3.63元/升計算約30元/100kw。前者是後者的1/3。如果2005年實施燃油稅，油耗會進壹步增加，而目前應該支持電動車，2005年電費不會有太大變化，其耗電量不會增加。兩者相比，電動車在運營成本上更有競爭力。
電動汽車驅動電機的性能比較
摘要:驅動電機系統是電動汽車的關鍵技術之壹。本文對幾種典型的電動汽車驅動系統進行了定性分析，比較了它們的性能，指出了它們的優缺點。
關鍵詞:電動汽車；驅動電機；分析；性能比較
人類和環境的生存以及全球經濟的可持續發展使得人們渴望找到壹種低排放和有效利用資源的方式，而使用電動汽車無疑是壹種很有前景的方案。
現代電動汽車是集電力、電子、機械控制、材料科學和化學技術等多項高新技術於壹體的綜合產品。整體性能和經濟性取決於電池系統和電機驅動控制系統。電動汽車的電機驅動系統壹般由四個主要部分組成，即控制器。電源轉換器、電機和傳感器。目前電動汽車使用的電機壹般有DC電機、感應電機、開關磁阻電機和永磁無刷電機。
1電動汽車電機的基本要求
電動汽車的操作非常復雜，不同於壹般的工業應用。所以對驅動系統的要求非常高。
1.1電動車用電動機應具有瞬時功率高、過載能力強(過載系數3 ~ 4)、加速性能好、使用壽命長等特點。
1.2電動車用電機應具有較寬的轉速範圍，包括恒轉矩區和恒功率區。在恒扭矩區，要求低速運行時扭矩大，以滿足起步和爬坡的要求；在恒功率區，要求在扭矩較低時有較高的轉速，以滿足汽車能在平坦路面上高速行駛的要求。
1.3電動汽車用電機應能在車輛減速時實現再生制動，將能量回收回電池，使電動汽車具有最佳的能量利用率，這在內燃機中是做不到的。
1.4電動車用電機應在整個運行範圍內具有高效率，以提高1充電續駛裏程。
另外，要求電動汽車用電機可靠性好，能在惡劣環境下長時間工作，結構簡單，適合批量生產，運行時噪音低，使用維護方便，價格便宜[1-2]。
2電動汽車用電機的類型和控制方法
2.1 DC汽車
有刷DC電機的主要優點是控制簡單，技術成熟。它具有交流電機無可比擬的優良控制特性。在電動汽車的早期發展中，DC汽車被廣泛使用。即使現在，壹些電動汽車仍然由DC汽車公司駕駛。但是，電刷和機械換向器的存在，不僅限制了電機過載能力和轉速的進壹步提高，而且如果長期運行，還需要經常維護和更換電刷和換向器。另外，由於損耗存在於轉子中，散熱困難，限制了電機矩質比的進壹步提高。鑒於DC電機的上述缺陷，新開發的電動汽車基本不使用DC電機[3]。
2.2交流三相感應電動機
2.2.1交流三相感應電動機的基本性能
交流三相感應電動機是應用最廣泛的電動機。它的定子和轉子由矽鋼片疊壓而成，定子之間沒有滑環、換向器和其他接觸部件。結構簡單，運行可靠，經久耐用。交流感應電機功率覆蓋範圍很廣，轉速達到12000 ~ 15000 r/min。可采用風冷或液冷，冷卻自由度高。對環境適應性好，能很好地實現再生回饋制動。與同功率的DC電機相比，效率更高，重量減輕壹半左右，價格低廉，維修方便。
2.2.2交流感應電機控制系統
因為交流三相感應電機不能直接使用電池提供的直流電，另外，交流三相感應電機具有非線性輸出特性。因此，在裝有交流三相感應電機的電動汽車中，需要利用逆變器中的功率半導體器件將DC變為頻率和幅值可調的交流電來控制交流三相電機。主要有v/f控制法和轉差頻率控制法。
矢量控制方法用於控制交流三相感應電動機勵磁繞組中交流電的頻率和輸入交流三相感應電動機的終端調節，控制交流三相感應電動機旋轉磁場的磁通量和轉矩，從而改變交流三相感應電動機的速度和輸出轉矩，以滿足負載變化特性的要求，獲得最高的效率，使交流三相感應電動機廣泛應用於電動汽車。
2.2.3交流三相感應電動機的缺點
交流三相感應電機耗電量大，轉子容易發熱。必須保證交流三相感應電機高速運轉時的冷卻，否則會損壞電機。交流三相感應電動機的功率因數較低，使得變頻變壓器的輸入功率因數較低，因此需要采用大容量變頻變壓器。交流三相感應電機的控制系統成本遠高於交流三相感應電機本身，增加了電動汽車的成本[2-4]。此外，交流三相感應電機的調速性能也較差。
2.3永磁無刷DC電機
2.3.1永磁無刷DC電機的基本性能
永磁無刷DC電機是壹種高性能電機。它最大的特點是具有DC電機的外特性，沒有由電刷組成的機械接觸結構。另外，它采用了永磁轉子，沒有勵磁損耗:加熱的電樞繞組安裝在外定子上，散熱容易。因此，永磁無刷DC電機無換向火花，無無線電幹擾，使用壽命長，運行可靠，維護簡單。此外，它的速度不受機械換向的限制，如果使用空氣軸承或磁力軸承，它可以以每分鐘幾十萬轉的速度運行。與無刷DC電機系統相比，永磁電機系統具有更高的能量密度和更高的效率，在電動汽車中具有良好的應用前景。
2.3.2永磁無刷DC電機控制系統
典型的永磁無刷DC電機是壹個準解耦的矢量控制系統。由於永磁體只能產生固定幅度的磁場，永磁無刷DC電機系統非常適合運行在恒轉矩區域，壹般通過電流滯環控制或電流反饋SPWM方式來完成。為了進壹步擴大速度，永磁無刷DC電機還可以采用弱磁控制。弱磁控制的實質是超前相電流的相位角，提供直軸退磁電勢，削弱定子繞組中的磁鏈。
2.3.3永磁無刷DC電機的不足
永磁無刷DC電機受永磁材料工藝的影響和限制，使得永磁無刷DC電機的功率範圍較小，最大功率只有幾十千瓦。當永磁材料受到振動、高溫和過載電流時，其導磁能可能降低或退磁，使永磁電機性能下降，嚴重時甚至損壞電機，因此在使用中必須嚴格控制，防止過載。在恒功率模式下，永磁無刷DC電機運行復雜，需要復雜的控制系統，使得永磁無刷DC電機的驅動系統價格昂貴[5-10]。
2.4開關磁阻電機
2.4.1開關磁阻電機的基本性能
開關磁阻電機是壹種新型電機。該系統有許多明顯的特點:它的結構比其他任何電機都簡單。電機轉子上沒有滑環、繞組和永磁體，定子上有簡單的集中繞組。繞組端部較短，沒有相間跳線，便於維護和維修。所以可靠性好，轉速可以達到15000 r/min。效率可達85% ~ 93%，高於交流感應電機。損耗主要在定子，電機容易冷卻；轉子元件永磁調速範圍寬，控制靈活，容易實現各種特殊要求的轉矩-轉速特性，並在較寬範圍內保持高效率。更適合電動汽車動力性能要求。
2.2.4開關磁阻電機控制系統
開關磁阻電機具有高度非線性特性，因此其驅動系統更加復雜。它的控制系統包括壹個功率轉換器。
A.整流器
開關磁阻電機的勵磁繞組無論是正向電流還是反向電流，轉矩方向恒定，周期換向，每相只需要壹個小容量的功率開關管。功率變換器電路簡單，不會出現直通故障，可靠性好，易於實現系統的軟啟動和四象限運行，再生制動能力強。成本低於交流三相感應電機的逆變器控制系統。
B.控制器
控制器由微處理器、數字邏輯電路等部件組成。微處理器根據駕駛員輸入的指令，同時對位置檢測器和電流檢測器反饋的電機轉子位置進行分析處理，並在瞬間做出決定，發出壹系列執行指令，控制開關磁阻電機在電動車的不同工況下運行。控制器的性能和調節的靈活性取決於微處理器軟硬件之間的性能匹配關系。
C.位置檢測器
開關磁阻電機需要高精度的位置檢測器為控制系統提供電機轉子位置、速度和電流的信號，並且需要較高的開關頻率來降低開關磁阻電機的噪聲。
2.4.3開關磁阻電機的缺點
開關磁阻電機的控制系統比其他電機的控制系統復雜。位置檢測器是開關磁阻電機的關鍵器件，其性能對開關磁阻電機的控制運行有重要影響。由於開關磁阻電機具有雙凸極結構，不可避免地存在轉矩波動，噪聲是開關磁阻電機的主要缺點。然而，近年來的研究表明，通過合理的設計、制造和控制技術，開關磁阻電機的噪聲可以得到很好的抑制。另外，由於開關磁阻電機的輸出轉矩波動較大，功率變換器的DC電流波動較大，所以需要在DC母線上安裝壹個大的濾波電容[2，11-13]。
3電動汽車用備用驅動電機的性能比較
電動汽車在不同的歷史時期采用了不同的電動機，尤其是控制性能最好、成本較低的DC電動機。隨著電機技術、機械制造技術、電力電子技術和自動控制技術的不斷發展，交流電機。永磁無刷DC電機和開關磁阻電機表現出比DC電機更好的性能，在電動汽車中逐漸取代DC電機。表1是現代電動汽車使用的各種電機的基本性能對比。目前交流發電機、永磁電機、開關磁阻電機及其控制器件的成本還是比較高的。量產後，這些電機和單元控制裝置的價格會迅速降低，滿足經濟效益的要求，降低電動汽車的價格[2]。