电机控制驱动系统

电机驱动控制系统（包括驱动电机和电机控制器）是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，控制和驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。

一般来讲，电机控制器的主要由如下几部分组成：

1、电子控制模块（ElectronicController）包括硬件电路和相应的控制软件。硬件电路主要包括微处理器及其最小系统、对电机电流，电压，转速，温度等状态的监测电路、各种硬件保护电路，以及与整车控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据不同类型电机的特点实现相应的控制算法。

2、驱动器（Driver）将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号，并实现功率信号和控制信号的隔离。

3、功率变换模块（PowerConverter ）对电机电流进行控制。电动汽车经常使用的功率器件有大功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功率模块等。

图表1 电机控制器外观结构

市场规模

根据MarketsandMarkets最新发布的市场研究报告，2022年全球运动控制市场（包括零配件：交流电机、电机、运动控制器、交流驱动器、电子驱动器；应用：包装、材料处理、金属加工、转换、定位）预计将达到228.4亿美元，在2016年和2022年期间以5．5％的年复合增长率增长。

驱动市场增长的因素包括工厂自动化的普及、对工业安全生产率的追求、生产过程中对工业机器人需求的增加以及运动控制系统中对部件易用性和集成的要求。

交流电机被用于需要高精度定位装置的运动控制应用，例如现代机器人、氨和空气压缩机、电动发电机组、连续轧机，以及纸和水泥行业。交流电机的工作电压高于直流电机。交流电机没有换向器所以磨损低，从而提高使用寿命。

由于未来几年新能源汽车市场将持续走好，该领域市场潜力将会逐渐释放，电机控制器市场规模也将逐渐提升。目前客车电机控制器价格一般为3~5万元，乘用车电机控制器价格一般为0.6~1.5万元。通过测算，一览众咨询预计到2020年，国内新能源汽车电机控制器的市场规模将超过150亿元。（详细测算依据见一览众咨询出版的《2016-2020年中国新能源汽车电机及控制器市场投资报告》）。

图表2 2016-2020年中国新能源汽车电机控制器市场规模（亿元）

未来趋势

综合技术和市场趋势分析，未来，车用驱动电机系统的三个技术发展方向是永磁化、数字化和集成化。

1、永磁化指永磁电机具有功率密度和转矩密度高、效率高、便于维护的优点。目前电机永磁化趋势正凸显，一览众咨询数据显示，永磁同步电机在我国新能源汽车中的使用占比已超过 90%。

2、数字化包括驱动控制的数字化、驱动到数控系统接口的数字化和测量单元数字化。用软件最大程度地代替硬件，具有保护、故障监控、自诊断等其他功能。

3、集成化主要体现在两个方面：1）电机方面：电机与发动机总成、电机与变速箱总成的集成化；2）控制器方面：电力电子总成（功率器件、驱动、控制、传感器、电源等）的集成化。未来把电机、减速机、控制器一体化，是一种趋势，不仅减小了体积，更使得产品更加标准化。