蒸汽機啟動(dòng)了18世紀第一次產(chǎn)業(yè)革命以后，19世紀末到20世紀上半葉電機又引發(fā)了第二次產(chǎn)業(yè)革命，使人類(lèi)進(jìn)入了電氣化時(shí)代。20世紀下半葉的信息技術(shù)引發(fā)了第三次產(chǎn)業(yè)革命，使生產(chǎn)和消費從工業(yè)化向自動(dòng)化、智能化時(shí)代轉變；推動(dòng)了新一代高性能電機驅動(dòng)系統與伺服系統的研究與發(fā)展。

　　21世紀伊始，世界汽車(chē)工業(yè)又站在了革命的門(mén)檻上。雖然，汽車(chē)工業(yè)是推動(dòng)社會(huì )現代化進(jìn)程的重要動(dòng)力；然而，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展也帶來(lái)了環(huán)境污染愈烈和能源消耗過(guò)多兩大問(wèn)題。而對于我國日益擴大的汽車(chē)市場(chǎng)，這種危機就更明顯。據了解，2000年我國進(jìn)口汽油7000萬(wàn)噸，預計2010年后將超過(guò)1億噸，相當于科威特一年的總產(chǎn)量。目前世界上空氣污染最嚴重的10個(gè)城市中有7個(gè)在中國，而國家環(huán)保中心預測，2010年汽車(chē)尾氣排放量將占空氣污染源的64%.雖然，加劇使用傳統內燃機技術(shù)發(fā)展汽車(chē)工業(yè)，將會(huì )給我國的能源安全和環(huán)境保護造成巨大的影響。為此，國家科技部啟動(dòng)了十五“863”電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項。

　　高密度、高效率、寬調速的車(chē)輛牽引電機及其控制系統既是電動(dòng)汽車(chē)的心臟又是電動(dòng)汽車(chē)研制的關(guān)鍵技術(shù)之一，已被列為863電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項的共性關(guān)鍵技術(shù)課題。20世紀80年代前，幾乎所有的車(chē)輛牽引電機均為直流電機，這是因為直流牽引電機具有起步加速牽引力大，控制系統較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。直流電機的缺點(diǎn)是有機械換向器，當在高速大負載下運行時(shí)，換向器表面會(huì )產(chǎn)生火花，所以電機的運轉不能太高。由于直流電機的換向器需保養，又不適合高速運轉，除小型車(chē)外，目前一般已不采用。

　　近十年來(lái)，主要發(fā)展交流異步電機和無(wú)刷永磁電機系統。與原有的直流牽引電機系統相比，具有明顯優(yōu)勢，其突出優(yōu)點(diǎn)是體積小，質(zhì)量輕（其比質(zhì)量為0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免維護、調速范圍廣。其研究開(kāi)發(fā)現狀和發(fā)展趨勢如下。

　　1.異步電機驅動(dòng)系統

　　異步電機其特點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、堅固耐用、成本低廉、運行可靠，低轉矩脈動(dòng)，低噪聲，不需要位置傳感器，轉速極限高。

　　異步電機矢量控制調速技術(shù)比較成熟，使得異步電機驅動(dòng)系統具有明顯的優(yōu)勢，因此被較早應用于電動(dòng)汽車(chē)的驅動(dòng)系統，目前仍然是電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)系統的主流產(chǎn)品（尤其在美國），但已被其它新型無(wú)刷永磁牽引電機驅動(dòng)系統逐步取代。

　　最大缺點(diǎn)是驅動(dòng)電路復雜，成本高；相對永磁電機而言，異步電機效率和功率密度偏低。

　　2.無(wú)刷永磁同步電機驅動(dòng)系統

　　無(wú)刷永磁同步電機可采用圓柱形徑向磁場(chǎng)結構或盤(pán)式a軸向磁場(chǎng)結構，由于具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調速范圍，發(fā)展前景十分廣闊，在電動(dòng)車(chē)輛牽引電機中是強有力的競爭者，已在國內外多種電動(dòng)車(chē)輛中獲得應用。

　　內置式永磁同步電機也稱(chēng)為混合式永磁磁阻電機。該電機在永磁轉矩的基礎上迭加了磁阻轉矩，磁阻轉矩的存在有助于提高電機的過(guò)載能力和功率密度，而且易于弱磁調速，擴大恒功率范圍運行。內置式永磁同步電機驅動(dòng)系統的設計理論正在不斷完善和繼續深入，該機結構靈活，設計自由度大，有望得到高性能，適合用作電動(dòng)汽車(chē)高效、高密度、寬調速牽引驅動(dòng)。這些引起了各大汽車(chē)公司同行們的關(guān)注，特別是獲得了日本汽車(chē)公司同行的青睞。當前，美國汽車(chē)公司同行在新車(chē)型設計中主要采用內置式永磁同步電機。

　　表面凸出式永磁同步電機也稱(chēng)為永磁轉矩電機，相對內置式永磁同步電機而言，其弱磁調速范圍小，功率密度低。該結構電機動(dòng)態(tài)響應快，并可望得到低轉矩脈動(dòng)，適合用作汽車(chē)的電子伺服驅動(dòng)，如汽車(chē)電子動(dòng)力方向盤(pán)的伺服電機。

　　無(wú)位置傳感器永磁同步電機驅動(dòng)系統也是當前永磁同步電機驅動(dòng)系統研究的一個(gè)熱點(diǎn)，將成為永磁同步電機驅動(dòng)系統的發(fā)展趨勢之一，具有潛在的競爭優(yōu)勢。

　　永磁同步電機驅動(dòng)系統低速時(shí)常采用矢量控制，高速時(shí)用弱磁控制。

　　3.新一代牽引電機驅動(dòng)系統

　　從20世紀80年代開(kāi)關(guān)磁阻電機驅動(dòng)系統問(wèn)世后，打破了傳統的電機設計理論和正弦波電壓源供電方式；并隨著(zhù)磁阻電機，永磁電機、電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，交流電機驅動(dòng)系統設計進(jìn)入一個(gè)新的黃金時(shí)代；新的電機拓樸結構與控制方式層出不究，推出了新一代機電一體化電機驅動(dòng)系統迅猛發(fā)展。高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調速牽引電機驅動(dòng)系統已成為各國研究和開(kāi)發(fā)的主要熱點(diǎn)之一。

　　SRD開(kāi)關(guān)磁阻電機驅動(dòng)系統的主要特點(diǎn)是電機結構緊湊牢固，適合于高速運行，并且驅動(dòng)電路簡(jiǎn)單成本低、性能可靠，在寬廣的轉速范圍內效率都比較高，而且可以方便地實(shí)現四象限控制。這些特點(diǎn)使SRD開(kāi)關(guān)磁阻電機驅動(dòng)系統很適合電動(dòng)車(chē)輛的各種工況下運行，是電動(dòng)車(chē)輛中極具有潛力的機種。SRD的最大特點(diǎn)是轉矩脈動(dòng)大，噪聲大；此外，相對永磁電機而言，功率密度和效率偏低；另一個(gè)缺點(diǎn)是要使用位置傳感器，增加了結構復雜性，降低了可靠性。因此無(wú)傳感器的SRD也是未來(lái)的發(fā)展趨勢之一。

　　永磁式開(kāi)關(guān)磁阻電機也稱(chēng)為雙凸極永磁電機，永磁式開(kāi)關(guān)磁阻電機可采用圓柱形徑向磁場(chǎng)結構、盤(pán)式軸向磁場(chǎng)結構和環(huán)形橫向磁場(chǎng)結構。該電機在磁阻轉矩的基礎上迭加了永磁轉矩，永磁轉矩的存在有助于提高電機的功率密度和減小轉矩脈動(dòng)，以利于它在電動(dòng)車(chē)輛驅動(dòng)系統中應用。

　　轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機這一概念一提出就引起國際電工界和各大汽車(chē)公司研發(fā)中心的極大關(guān)注。轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機具有磁場(chǎng)控制能力，類(lèi)似直流電機的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合電動(dòng)車(chē)輛牽引電機低速大力矩和恒功率寬調速的需求。目前該電機的研究處于探索階段，電機的機理和設計理論有待于進(jìn)一步深入研究與完善，作為假選的電動(dòng)車(chē)輛牽引電機具有較強的潛在的競爭優(yōu)勢。

　　此外，正在研發(fā)的熱點(diǎn)課題還有：

　　具有磁場(chǎng)控制能力的永磁同步電機驅動(dòng)系統；

　　車(chē)輪電機驅動(dòng)系統；

　　動(dòng)力傳動(dòng)一體化部件（電機、減速齒輪、傳動(dòng)軸）；

　　雙饋電異步電機驅動(dòng)系統和雙饋電永磁同步電機驅動(dòng)系統。

　　4.下一代汽車(chē)電子伺服系統及其車(chē)用伺服電機

　　1993年美國能源部、商務(wù)部、貿易部、國防部、環(huán)保局、宇航局、國家科學(xué)基金會(huì )七個(gè)政府部門(mén)下美國三個(gè)最大的汽車(chē)制造公司，克萊斯勒、福特和通用，建立了新一代車(chē)輛伙伴關(guān)系，目標是開(kāi)發(fā)新一代機動(dòng)車(chē)技術(shù)，以增強美國汽車(chē)工業(yè)的實(shí)力。1998年至2002年期間，美國國家自然科學(xué)基金（NSF）資助美國國家電力電子中心（由美國Virginia和美國Wisconsin等四所大學(xué)組建）研發(fā)車(chē)輛電子動(dòng)力驅動(dòng)系統、電子伺服控制系統和各種車(chē)輛專(zhuān)用IC模塊，提高汽車(chē)電子電氣部件的可靠性，降低其成本和搶占車(chē)輛電氣自動(dòng)化技術(shù)的制高點(diǎn)，增強在國際市場(chǎng)的競爭力。線(xiàn)控的汽車(chē)電子伺服系統（X-by-wire）在未來(lái)將是十分重要的技術(shù)，該技術(shù)可將各種獨立的系統（如轉向、制動(dòng)、懸掛等）集成到一起由計算機調控，使汽車(chē)的操縱性、安全性以及汽車(chē)的總體結構大大改善，設計的靈活度也大大增加。目前，電子動(dòng)力方向盤(pán)和線(xiàn)控剎車(chē)已經(jīng)在一些歐洲車(chē)型上被采用，在這個(gè)系統中已經(jīng)削減了相當多的機械部件，如液壓泵等。汽車(chē)電子伺服技術(shù)是具有革命性的技術(shù)，隨著(zhù)這個(gè)技術(shù)的使用，許多傳統的機械部件將會(huì )在未來(lái)的汽車(chē)上消失，而越來(lái)越多的車(chē)用伺服電機將出現在未來(lái)的汽車(chē)上。

　　全球最大的汽車(chē)零部件企業(yè)一美國德?tīng)柛Ｆ��?chē)系統公司預計，在未來(lái)的3-5年內全世界的汽車(chē)將逐步采用電子伺服驅動(dòng)系統，如電子動(dòng)力方向盤(pán)和線(xiàn)控剎車(chē)伺服驅動(dòng)系統。目前，美國德?tīng)柛Ｆ��?chē)系統公司正在全球范圍內尋找年產(chǎn)300萬(wàn)臺以上的電子動(dòng)力方向盤(pán)的交流伺服電機合作伙伴。