发展电动车应用 驱动电机、驱动架构是整合关键

车辆变速系统与电机整合，可达到输出动力传达更精准，也能有接近传统车辆的驾驭感受。BMW

电动车在驱动系统的要求与电机趋动方面的设计，为直接影响电动车性能、特性、耐用度等诸多方面的关键，在了解电动车应用与现今驱动系统趋势，也是评估相关技术导入的重点。

此处所指电动车，为以电力驱动为主要能源来源，由于虽然同采电力驱动车辆与其他复合动力的混合动力车，约有超过5成电机驱动系统设计状态，但混合动力车在设计复杂度、多元能源来源的配置条件，会较纯电动车更趋复杂，此处所讨论的电机设计虽能延续其导入概念，但实际上因应混合动力设计的高度复杂性，也会对最终设计产生差异。

若关注纯电动车的电机、驱动系统设计方向，可以将关注重点集中电力驱动的架构，若搭配混合动力设计需求，也可有更坚实的电力驱动系统、架构可进行系统架构衍生。

电动车架构

首先，先定义电动车的架构，电动车为以电力作为驱动动力来源，透过储能系统预先备存驱动行驶所需能源，以自有电力驱动电机带动整车遂行运输目的，从前述的讨论可以具体确认，纯电动车若不考量生成电力过程是否环保，基本上在车辆运行过程中电力驱动系统根本不会产生任何排放物质，最多仅产生高电能驱动电机产生的运转温度，衍生的污染物顶多仅有电机系统的运转噪音。

相对其他石化燃料能源车种、油电混合动力车种，因为驱动系统中有燃烧油气产生车辆驱动力的过程，燃烧石化燃料势必会产生废气排放，或多或少再怎麽低污染都是会对环境造成影响，而纯电动车因为行驶过程为零排放，基本上可以说是相当环保的车种。电动车典型驱动架构是不会产生燃烧废气，在现代社会大量车辆充斥运转状况下，导入电动车不失为解决城市空污问题的有效手段

电机驱动系统  左右电动车性能表现

在电动车电机驱动系统，电机驱动系统为整个电动车系统中最关键的模块，基本上设计架构、条件即决定了驱动类型与性能表现，电动车驱动系统为由单组或多组牵引电机、控制系统(包含各式传感器、控制器、电动机驱动装置等)、机械结构(变速系统、减速系统)、动力传导结构、车轮等所组成。

电动车拿其他电力驱动、制动系统一同比较，其实仍有许多细节差异，如电动车驱动电机需要面对频繁启动、停止、加速、减速、行车动态转距控制，对于电力制动机制的动态表现要求极高。另外，电动车对驱动速度要求极高，基本上是以石化燃料车的驱动性能对比为基础，常规的电机驱动结构根本无法应付电动车酬载后的驱动要求。

电动车电机系统设计复杂

电动车电机系统也需要应付实时动力提升需求、高？低转距的剧烈变化，在电机驱动条件下，需稳定运行于恒定转距区块，也必须运行在恒定功率输出区块，同时又必须维持整车电力消耗与输出最佳化的运作效能。

由于电动车为乘用车设计考量，基本上车辆在安全性与动力表现设计就无区分电力来源或是石化燃料动力来源差异，必须在纯电力驱动条件下也能在恶劣工作条件下运作，而在确立前述的工作条件后，即可汇整几个驱动电机与对应系统的设计方向。

面对驱动电机的转距、速度特性要求，制定电动车的性能指标，先确立好性能指标方向才能在系统选择、储能系统规划、驱动电机与系统架构取得较明确的设计方向。

而自性能指标延伸，急需定义因应设计目标所趋的电机性能输出功率、转距、平滑控制机制，以因应产品设计需求；而在环保、效能前提，针对产品规划制巡航范围设定搭载储能系统的电力储存容量、针对驱动电机需求的输出功率密度等，同时因应各种可能用车情境规划其零组件所要求的强度与耐用度，最后是整体成本与后期维修的相关需求与考量。

透过驱动电机回收动力  提升电动车节能环保效益

设计电动车的另一重点，也是基于环保诉求，在利用电动驱动电机系统的可逆应用条件(即输入电力驱动电机牵引车体、或是车体动态动力回收透过驱动电机回收电能)，将非工作车体运动情境产生的额外电能回收、储存，达到能源最大化的利用目标。

另一个考量重点在于电动车的驱动系统架构，依据不同动力配置、驱动电机与动力传递？变速型式会产生多种排列组合样态，可以参考[不同电动车的驱动电机配置]主要会有机械驱动系统、机械？电机整合驱动系统、机电高度整合系统、轮毂式电机等不同配置。

可以确认的是，在不同动力配置、变速、动力传输组态不同，自然有多种产品的设计组合方向，基本上若是有传统石化燃料车生产平台、关键机械零组件生产线，使用驱动电机搭配机械驱动系统是最能快速推出产品、产品亦具市场要求水准的设计方向，因为既有石化燃料车已有完善的机械、动力传导基本车载平台与所需技术资源，只要考量取代内燃机的驱动电机性能、规格与电力储能系统，便可快速开发电动车系统。

拥传统汽车开发资源  大型车厂具备关键制车优势

若是非大型车厂、无关键变速、机械与动力传导机械结构技术资源的厂家，选择机械？电机整合驱动系统、机电高度整合系统、轮毂式电机等不同配置在投入电动车市场会有更多弹性，也不会误入设备或开发资源投入过度分散的经营误区。

另在最重要的驱动电机选择方面，一般可以区分直流电机、交流电机、永磁同步电机、交换式磁阻电动机(Switched Reluctance Motor；SRM)等。以直流驱动电机来说，基本上有结构简单、电磁转距控制表现优异特点，但直流电机若采电刷导通线圈产生交互，会有容易产生火花、高电磁干扰、成本高与电机本身体积过大、过重等问题，目前在电动车产业已处于被淘汰的劣势。

交流电机部分则有成本低、容易维护、体积小巧等优点，但实际上在控制电路方面相对直流电机更复杂；永磁同步电机有分无电刷的直流电动机(Brushless Direct Current Motor；BLDCM)、无刷式的交流电动机 (Brushless AC Motor；BLACM)，两者都有控制器简单、效率高、输出能量密度大等优点，但制作成本较高，加上稀土的永磁材料问题，也可能导致这类电机未来发展受限。

不同驱动电机设计 成本？整合难度差异大

交换式磁阻电动机具有结构简单、可靠、可调范围宽广、效率高等优点，同时具备成本低、易于控制等优点，但实际上缺点也不少，例如在输出转距的波动较大、运转噪音大、需要搭配位置传感器，另外系统也容易有非线性的输出特性，相关应用与成品仍有待持续优化设计。

除关键驱动电机选择外，电动车的驱动方案也是关键重点，现有驱动架构中，在交流非同步电机系统使用的控制方案，一般会采矢量控制和直接转距控制等；永磁同步电机因为其在控制系统相对较繁复，为了提升控制效益，在控制输出部分会采多重方案搭配或整合使用，随着新形态、新设计的各式驱动电机的推陈出新，在电机控制的复杂度、精准度要求也越来越高。