为什么驱动电机效率测试已经从“最高效率”转向“工况效率”

2026-04-07 11:09:55·  来源:汽车测试网  
 

过去行业谈驱动电机效率,最容易被拿出来比较的,往往是某个特定工况点上的最高效率值。谁的峰值效率更高,谁就更容易在技术交流、产品对标甚至宣传材料中占据主动。但随着新能源汽车研发从“零部件性能竞争”逐步走向“系统综合效率竞争”,这种单点判断方式已经越来越难真实反映一套驱动系统装车后的实际价值。GB/T 18488—2024 对驱动电机系统效率的要求,已经不再停留在“有没有一个足够高的峰值点”上,而是在保留额定电压下最高效率不低于85%这一底线要求的同时,进一步提出效率不低于85%的高效工作区占总工作区的百分比应满足产品技术文件规定。换句话说,评价重点正在从“一个高点”,转向“一片真正可用的高效区域”。这不是简单的测试口径变化,而是电驱开发目标本身正在发生变化。

当前驱动电机正沿着高效率、高功率密度、高转速,以及低振动噪声、低成本的方向演进,效率关注目标也在由单一的“最高效率”逐步转向工况效率,并进一步走向系统效率、等速效率的定向优化。当前主驱动电机大量集中在16000—21000 rpm区间,部分产品已逼近25000 rpm,这意味着单点峰值效率对整车真实表现的代表性正在下降。

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这种变化的背景并不难理解。当前驱动电机正在沿着高效率、高功率密度、高转速、低振动噪声和低成本的方向持续演进,行业开发重点也在从单一追求峰值效率,逐步转向工况效率、系统效率以及典型使用区域内的定向优化。其本质原因在于,驱动电机从来都不是孤立工作的实验室样件,而是整车动力系统中的一部分。它一旦装车,就要同时面对整车质量、减速器速比、轮胎半径、道路阻力、热管理策略、逆变器控制、扭矩响应和驾驶工况变化等一整套约束。在这种条件下,车辆真实使用中最常出现的转速—转矩区域,未必恰好落在最高效率点附近。一个产品即便在某个孤立工况点上把效率做得很漂亮,如果高效区域过窄,或者只能在特定热状态、特定供电条件和特定标定策略下出现,那么它对整车续航和实际电耗的帮助仍然有限。

所谓“最高效率”,更像一个能力上限指标。它回答的是,这套驱动系统在最有利条件下最好能做到什么程度;而“工况效率”则更像一个使用价值指标,它回答的是,这套驱动系统在真实车辆、真实道路、真实驾驶循环中,大部分时间到底表现如何。这两者并不矛盾,峰值效率仍然重要,因为它反映了电机本体、电磁设计、控制算法和材料工艺的上限水平;但如果把效率评价长期停留在单点峰值上,就很容易把研发资源过度集中到某一个展示效果很好的工况点,而忽视了高频使用区域中的平均效率、效率带宽和热稳定性。对于整车开发而言,真正决定续航表现和电耗水平的,从来都不是效率 map 上那一小块最漂亮的颜色,而是用户在日常驾驶中最常经过的那些区域,能不能持续保持较高且稳定的能量转换效率。

这种变化在 CLTC 工况下尤其容易理解。下图基于 GB/T 38146.1—2019 提炼的 CLTC-P 工况特征显示,该工况基于 41 个城市、3832 辆样本车及交通大数据形成,测试循环包括城市、郊区和高速工况,总时长 1800 s,总行驶约 14.5 km,平均车速 29 km/h,怠速比例 22%,最高车速 114 km/h。对电驱开发来说,最值得重视的其实并不是 114 km/h 本身,而是平均车速只有 29 km/h、怠速比例又高达 22% 这一组特征。它说明车辆在真实道路中大量时间都处在中低速、频繁起停、频繁加减速的工况带上,而不是长时间运行在高转速高负载的理想区间。

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过去围绕驱动电机效率的比较,容易停留在某个特定转速、某个特定扭矩下的单点数值;而今天真正有意义的比较,应当是高效区域是否覆盖了整车高频使用带,效率平台是否足够宽,热态下是否还能维持稳定,控制策略变化后是否仍具备一致性,以及电机、逆变器、减速器乃至能量管理策略耦合后,整套系统能否在典型工况下给出更低的综合能耗。换句话说,用户最终感受到的是“这台车日常开起来到底省不省电”,而不是“这台电机在某个实验点上曾经做到过多高的瞬时效率”。整车开发真正关心的,也正是后者能否转化为前者。

从测试逻辑上说,这种变化也意味着效率评价方式正在发生结构性调整。单点效率测试当然仍有价值,它能帮助研发团队快速判断电机本体设计是否达到预期,识别材料、损耗、控制参数和样机状态的差异;但如果要回答“这套电驱装车以后到底好不好用”,仅靠最高效率显然不够。更有代表性的做法,是把整车典型工况映射到驱动系统的转速—转矩分布上,再去观察这些高频区域里的平均效率水平、效率分布面积以及热态一致性。进一步往系统层面看,还需要把逆变器损耗、齿轮传动损耗、冷却策略、母线电压波动和标定策略共同纳入考虑。因为实际车辆上的电驱效率,从来不是电机本体单独决定的,而是电机、控制器、减速器以及整车能量管理共同作用的结果。

因此,今天再看驱动电机效率,重点已经不应只是“最高点有多高”,而应转向“常用工况区够不够高、够不够宽、够不够稳”。高效率当然仍然重要,但真正决定整车续航、能耗和用户体感的,不是某个孤立工况点上的峰值表现,而是车辆日常使用中大部分时间所在区域里的平均效率和稳定性。GB/T 18488—2024 把高效工作区占比纳入要求,本质上正是在把这种工程常识转化为更清晰的评价逻辑。它传递出的信号很明确:未来驱动电机效率竞争不会消失,但竞争焦点正在从过去追求局部峰值,转向今天追求高频工况区域里的系统最优。对新能源汽车电驱而言,这才是效率测试真正应该回答的问题。

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