新能源汽車電機技術標準化的挑戰與對策

摘 要：在新能源汽車市場快速發展的時代背景下，為促進新能源汽車更好更快發展，本文對新能源汽車電機的諸多技術方面進行了一定程度的調查研究。介紹了當前新能源汽車電機技術的發展現狀，及今后的發展方向；對新能源汽車電機的安全性、可靠性做了介紹；對當前其充電標準的不統一和互操作不便利性等有礙新能源汽車電機發展的諸多問題做了闡述；對未來國際間合作及新能源汽車電機標準化統一化的必要性進行了論證。新能源汽車電機技術的發展離不開政府、企業、消費者的共同努力。政府方面帶頭給予企業足夠的政策支持，企業間應當制定產品行業技術規范并加強技術交流，消費者對產品及政策作出及時反饋，三者共同努力形成良性循環，助力新能源汽車電機發展壯大。

關鍵詞：新能源汽車，電機技術，技術規范

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.17.012

Challenges and Measures for Standardization of Motor Technology for Electric Vehicles

WANG Kai

（Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： With the rapid development of the electric vehicle market， this paper has conducted investigation and research on many technical aspects of electric vehicle motors， in order to promote the better and faster development of electric vehicles. The paper introduces the current development status and future development direction of motor technology for electric vehicles， and the safety and reliability of electric vehicle motors. The paper elaborates on many issues that hinder the development of electric vehicle motors， such as inconsistent charging standards and inconvenient interoperability， and demonstrates the necessity of future international cooperation and standardization and unifi cation of electric vehicle motors. This paper believes that the development of motor technology for electric vehicles cannot be separated from the joint efforts of governments， enterprises and consumers. The government should take the lead in providing suffi cient policy support to enterprises. Enterprises should develop industrial technical specifi cations for products and strengthen technical exchanges. And consumers should provide timely feedback on products and policies. The three parties should work together to form a virtuous cycle and help the development and growth of electric vehicle motors.

Keywords： electric vehicles， electric motor technology， technical specifi cation

0 引 言

在全球對清潔能源需求不斷增加的現在，新能源汽車作為一種環保、可持續的交通方式，正迅速崛起。而在新能源汽車中，電機作為關鍵的動力裝置，其技術標準化對于保障電動汽車的性能、安全性和可靠性至關重要。然而，由于技術的多樣性和快速發展，以及充電設施的不統一性，新能源汽車電機技術標準化面臨著一系列挑戰。

1 新能源汽車電機技術標準化的挑戰

1.1 技術多樣性和快速發展

在新能源汽車電機技術標準化中，面臨的首要挑戰之一是技術多樣性和快速發展。隨著電動汽車市場的不斷擴大和技術的不斷進步，出現了多種類型的電機，如永磁同步電機、感應電機、開關磁阻電機等，每種電機都具有不同的特點和應用領域[1]，電機種類分布詳見表1。這種技術多樣性給標準化工作帶來了一定的困難，需要制定相應的技術規范和測試方法，以確保各種電機的性能和安全性符合標準要求。同時，新能源汽車電機技術也在快速發展，不斷涌現出新的技術和創新。新的電機設計、材料和控制策略的出現使得電機性能不斷提升，包括功率密度、效率和響應速度等方面。例如在當前電機的應用中，永磁同步電機占比達94%，其漆包線多采用扁銅線，冷卻方式多采用油冷。然而，這種快速發展也帶來了標準制定的壓力，因為標準需要及時跟上技術的變化和更新。同時，標準化工作需要考慮到不同地區和國家之間的差異，以便實現國際間的互操作性和合作。

1.2 安全性和可靠性

新能源汽車電機技術標準化中的另一個重要挑戰是安全性和可靠性。由于電機在驅動電動汽車過程中扮演著關鍵角色，其安全性和可靠性對于乘客和駕駛員的安全至關重要。因此電機系統需要滿足嚴格的安全要求。這包括電機的設計和制造過程中的安全性考慮，如防火、防爆和電磁兼容等。此外，還需要考慮電機的故障診斷和安全保護機制，以確保在電機系統出現故障時能夠及時檢測并采取適當的措施，避免事故發生。其次，可靠性是新能源汽車電機技術標準化中的重要方面。電機在日常使用中需要具備穩定的性能和長壽命，以滿足用戶的需求和期望。這需要制定相應的可靠性測試方法和標準，對電機的壽命、溫度特性、振動耐受能力等進行評估和驗證。此外，還需要建立完善的維修和保養標準，以確保電機在使用過程中能夠保持良好的性能和可靠性。

1.3 充電標準與互操作性

充電標準與互操作性是新能源汽車電機技術標準化中的重要議題。隨著電動汽車的普及，充電設施的建設和使用也日益增多，因此確立統一的充電標準和實現互操作性變得至關重要[2]。具體來說，不同地區和國家存在不同的充電標準，這給用戶帶來了充電的不便利性和不確定性。通過制定統一的充電標準，可以使用戶在全球范圍內使用統一的充電設施，無論在家庭、工作場所還是公共充電站，都能夠方便地進行充電，提高用戶體驗。當前主流的充電標準主要有以下幾個：IECTC23國際電動委員會、IECTC69國際電動委員會、ISO的TC22電氣電子設備Electrical and electronic equipment。而在這些關鍵的標準組織里面，中國都派出了人員參與，并擔任一定的職責。這都有助于在將來標準的變更及國內新能源汽車電機技術的發展上占得先機。其次，充電接口的統一性也是實現充電互操作性的關鍵。充電接口不僅需要與充電設施匹配，還需要與電動汽車的充電插頭相匹配，確保充電過程的安全和高效。統一的充電接口標準可以促進不同品牌和型號的電動汽車之間的互聯互通，使用戶能夠選擇不同品牌的電動汽車，并在不同充電設施上進行充電，避免了兼容性問題。新能源汽車主要充電接口類型詳見表2。

2 新能源汽車電機技術標準化的對策

2.1 國際合作和協調

在新能源汽車電機技術標準化中，國際合作和協調起著重要的作用。由于新能源汽車市場的全球化和技術的跨國流動，國際合作是推動標準化工作的關鍵因素。具體而言，國際合作可以促進標準的一體化和全球互操作性。新能源汽車電機技術的標準化需要各國政府、標準化機構、行業協會和企業之間的合作與協調。通過共同制定和采納統一的標準，可以消除不同國家和地區之間的技術壁壘，促進全球范圍內的新能源汽車電機技術互聯互通。這將有助于加速新能源汽車的推廣和普及，并為用戶提供更加方便和可靠的新能源汽車產品和服務。其次，國際合作可以實現資源共享和經驗交流。不同國家和地區在新能源汽車電機技術領域具有不同的專長和經驗。通過國際合作，可以促進技術資源的共享和交流，加快技術創新和進步的步伐。各國可以通過合作項目、研究合作和人員交流等形式，共同解決新能源汽車電機技術標準化中的共性問題，提高標準制定的質量和效率。此外，國際合作還可以提高標準的權威性和廣泛認可度。通過國際合作，制定的標準將得到更多國家和地區的認可和采納，具備更高的權威性和可信度。這將有助于降低市場準入壁壘和貿易壁壘，促進新能源汽車電機技術的國際交流與合作。近幾年我國新能源汽車電機企業發展迅速，已經占據一定規模市場，跟國外電機企業相比，也具有一定的競爭力。隨著競爭力的提升，我國新能源汽車也在國外廣受青睞，國際間的合作與交流也日益加深。以比亞迪為代表的國內新能源汽車企業在歐洲、美洲、澳洲市場已經占有一席之地。2023年6月20日，比亞迪、上汽集團、蔚來汽車等30多家中德企業受邀參加在柏林召開的第十一屆中德經濟技術合作論壇。既加深了行業間的技術交流，也為中德兩國今后在新能源汽車領域的緊密合作打下基礎。國內外主流新能源汽車電機見表3。

2.2 技術規范和標準的制定

技術規范和標準的制定對于新能源汽車電機技術的標準化起著關鍵作用。通過制定統一的技術規范和標準，可以確保電機技術在設計、制造和使用過程中達到一定的質量和性能要求。具體來說，技術規范和標準可以為電機技術提供指導和參考，幫助電機制造商和研發機構確保產品的一致性和可靠性。這些規范和標準包括電機的設計原則、材料要求、性能測試方法等，旨在確保電機的安全性、功率密度、效率等方面滿足行業要求。制定統一的技術規范和標準可以減少產品差異化，降低制造成本，并提高產品的可靠性和互操作性。其次，技術規范和標準的制定也有助于推動技術創新和進步。通過明確的技術規范，可以促使電機制造商和研發機構不斷改進和創新，提高電機的性能和效率。標準的制定需要考慮到技術的發展趨勢和前沿，鼓勵新技術的引入和應用，推動新能源汽車電機技術的不斷升級和改進。此外，技術規范和標準的制定需要考慮國際協調和合作。新能源汽車市場具有全球化的特點，不同國家和地區之間存在差異化的技術要求和標準體系。因此，制定技術規范和標準時需要考慮國際標準化組織的指導和合作，以實現全球范圍內的標準一體化，促進新能源汽車電機技術的國際交流與合作[3]。當前新能源汽車電機發展方向已經日漸清晰，永磁同步電機與異步電機相比已經占據大部分市場份額。但兩者也都存在著較為明顯的短板，永磁同步電機有著體積相對較小，效率高等優點，但也存在著消磁、價格高、功率等級無法做大等問題；異步電機雖然不存在消磁等問題，但也有體積相對大等缺點。另外，在電機繞組線的使用上，隨著各大車企對扁銅線的使用，扁銅線的應用率的大幅提升。相比傳統圓銅線，扁銅線在線圈繞制率上比圓銅線更高，在電機殼體固定的前提下，繞組可以填充更多線圈，進而提升功率密度。也因為其扁的特性，使得散熱面積更大，電機可以承受更高的溫度而不發生損壞。

2.3 充電標準的統一

充電標準的統一是新能源汽車電機技術標準化中的重要任務。隨著電動汽車的普及和充電設施的不斷建設，確立統一的充電標準成為促進充電便利性和互操作性的關鍵。借助統一的充電標準，全球各國企業制造具有相同接口的充電設備，不同品牌的消費者也可以使用具有相同接口的充電設施，從而降低使用成本，增強用戶體驗。充電標準的統一也可以促進充電設施的互操作性。充電設施的互操作性是指不同品牌和型號的電動汽車能夠在任何充電設施上進行充電。通過統一的充電標準，可以確保充電設施與電動汽車之間的兼容性，使用戶可以自由選擇不同品牌和型號的電動汽車，并在任何充電設施上進行充電，避免了因為充電接口不兼容而無法進行充電的問題。為了實現充電標準的統一，國際合作和標準化機構的積極參與至關重要。各國政府、電動汽車制造商、充電設施提供商和標準化機構應加強合作，共同制定統一的充電標準和充電接口規范。同時，還需要建立充電設施的互操作性測試和認證機制，確保充電設施符合標準要求，提供安全、可靠的充電服務。近年來各國企業都加強對高壓電機平臺的研發與應用。目前來說800V被普遍認為是下一代電動車的必經之路。從2019年保時捷率先推出800V車型Taycan，國內外企業都先后推出自己的高壓電機平臺。究其原因，高壓平臺可以顯著降低高壓線束線徑，減少發熱，降低質量，節約線束成本。電壓等級提高至800V，在輸出相同功率的情況下，系統所傳輸的電流就更小，線纜線徑和重量就可以降低，能耗更低。近年來，比亞迪、吉利、現代、廣汽、小鵬、極狐等陸續發布了搭載800V高電平臺的車型[4]。使用高壓電機平臺企業見表4。

3 總 結

綜上所述，新能源汽車電機技術標準化面臨著技術多樣性和快速發展、安全性和可靠性、充電標準與互操作性等多方面的挑戰。為了應對這些挑戰，國際合作與協調、技術規范與標準的制定以及充電標準的統一成為關鍵策略。國際合作促進了標準的一體化和全球互操作性，技術規范和標準的制定為電機技術提供了指導和參考，充電標準的統一提高了充電便利性和互操作性。通過這些對策的實施，可以推動新能源汽車電機技術的發展和標準化進程，提高新能源汽車的安全性、可靠性和充電便利性。

參考文獻

[1]江蘇超力獲批江蘇省“新能源汽車熱管理系統戰略性新興產業標準化試點”[J].汽車電器，2021（11）：11.

[2]袁博.碳中和目標下新能源汽車技術發展趨勢[J].汽車文摘，2022（5）：57-62.

[3]李海晏，林娟穎，王彬彬，等.福建省新能源汽車標準體系構建研究[J].質量技術監督研究，2019（2）：13-18+39.

[4]王磊，虞潔攀.800V高電壓平臺風口已來，電動車進入全面快充時代[J].汽車與配件，2023（5）：32-33.

作者簡介

王凱，本科，工程師，研究方向為電機產品檢測。

（責任編輯：袁文靜）