传统汽车的驱动力由发动机提供，而今天说的新能源汽车，具体到产品层面，就是电机驱动的汽车，其上位概念是机动汽车。机动汽车是相对人力（蓄力）车辆而言的概念。目前已经是电动的机动车辆主要有无轨电车和有轨电车。发动机驱动力的传统汽车向电机驱动的汽车发展是一大趋势。目前发展趋势有五个基本特征：“电动化、轻量化、智能化、网联化、共享化”，即“五化”。或者说，汽车未来发展是一个“5维”空间。

一、汽车“5维”空间的基本内容

(a)电动化是“5维”空间的第一维，是最基础的。大力发展电动化技术，实现纯电动（EV）、插电混动（PHEV）、混动（HEV）、燃料电池（FCV）汽车的并行发展；

(b)提高动力电池比能是一个长期的任务，要求整车轻量化是必然的。主要工作有：加快新材料、新工艺的应用和优化设计，积极推进高性能铝合金、镁合金等材料的应用和碳纤维车身一体化的设计，是当下十分重要的工作；

(c)智能化和网联化，整车在端、管、云模块发力。打造支持综合业务、个性化定制的5G核心业务 开放式车联网平台系统，才能追赶上汽车发展潮流；

(d)共享化,整车企业围绕研发、生产、营销以及服务四方面展开数字共享技术的全面研发，以支持后续的出行服务，适宜汽车转型的要求。

二、电动化基本点是电机驱动技术的应用

汽车是载客（运货）的移动工具之一。电气化火车的驱动已经是电机驱动了。过去有一个流行的说法，“要想火车跑得快，全靠车头带”，而今天高速火车已经实现400公里/小时，却没有“火车头”一说了。为什么？现在高速火车在每一节车厢下面，都安装了驱动电机。即使速度比较低的地铁和轻轨，也是电机驱动了。无轨电车不是汽车，但是底盘结构与汽车最为接近的机动车，车轮是通用的，道路也是公用的，无轨电车也是电机驱动的。

载客（运货）移动工具要实现电机驱动，不仅是梦想，也是汽车驱动技术发展的基本趋势。

三、汽车驱动电机的基本类型

汽车驱动电机的基本类型是直流电机和交流电机。中学电学知识告诉大家，有电的地方，就有磁场，磁场力对金属是有作用力的。电机要连续旋转，必须要有360度磁场力。

直流电方向是不变的，逻辑上不存在直流电机，而是工程师在电机结构上，将其内部加装上了换向器，将外部直流电变成360度变化的电，于是有了直流电机一说；交流电的方向是变化的，基本意思是，如果电机能接交流电，交流电机结构内部就相对简单了。电机其旋转原理，见图（1）。

图1 电机旋转原理图

目前，汽车的驱动电机，基本上是交流电机。而交流电机也是可以细分的。目前主要有交流感应电机和交流永磁同步电机。

1.交流电机的工作优点

交流电机由美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉发明，是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器（见直流电机的内部结构），因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。常用车载电机一般在几十到三百千瓦之间。

2.交流感应电机基本原理

感应电机（Induction Motor ）定子与转子之间靠电磁感应的作用，以转子内感应电流，实现机与电能量转换。感应电机一般用作电动机,见图（2）

图2 感应电机结构图

理解：外部为电机提供的电源是交流电，电机定子线圈接通电源的交流电源，在转子内感应出电流，两个电流就有两个电场，有了交变磁场，进而实现了转子运转，完成了机与电能量的转换。

说明：当电机的负载没有变化时，电机是一般不配电机调速器，比如工厂配备的电动机，是没有配电机调速器的。这个场景下可以配的交流同步电机。而汽车的负载变化是随机的，一般要有电机调速器，这个场景下，应配的是异步电机。

（1）交流感应电机工作原理

交流感应电机的定子是固定部件，但是接上交流电后，定子线圈里，就会产生一个旋转（交变）的磁场，这个定子磁场旋转（交变）速度，叫输入速度，转子是旋转的，这个速度叫电机的转速，也叫输出速度。

(a)同步电机：是指输入速度与输出速度之间变化节拍是一致的。这样的交流电机是同步电机；

(b)异步电机：是指输入速度与输出速度之间变化节拍不是一致的。这样的交流电机是异步电机。

（2）步电机调速原理

电动汽车的负载，由于其加速度的随机变化的，一般采用异步交流电机，其调速原理：

公式告诉大家，调速的方法有：调频-f，调极对数-p，还有调转差率-s等。技术上，转差率可以通过定子调压，转子串电阻，串级调速等实现，其中变频是最常用的。目前常用的电供电局提供的50Hz的交流电。所谓变频就是将常用50Hz的电流，变成其他频率的交流电。

(a)变频原理

较为流行的变频方法，将频率可调的交流电源，采用可控硅调速系统，先将交流电变换为电压可调的直流电，然后再变换为频率可调的交流电。

(b）变频电路图(见图3.1、图3.2)