雪佛兰Bolt的驱动模块，包括一个电动机和1速变速器

从目前趋势来看，电动机似乎将要取代汽车中的内燃机。

1.英国和法国已经提出将结束销售靠汽油或柴油发动机的客车，中国也在考虑采取同样的行动。

2.部分汽车制造商表示，他们目前的内燃机引擎可能是他们开发的最后一代。

3.上周的法兰克福车展上，几乎所有的汽车制造商都在为扩大电气化计划而激动。

实现从内燃机到电动机的转变，将成为该行业有史以来面临的最大挑战之一。一个多世纪以来，随着内燃机的开发投资步伐的逐渐放慢，汽车制造商将更专注于设计、开发、研制适合汽车内部的电动机。生产工程师们已经在考虑如何在内燃机中改造发动机，以生产电动机。

虽然汽车内燃机的改进已经有了很好的成果，但电动机的发展状况却不太为人所知——至少在关注汽车工业的人群中存在这样的现象。

此前通用汽车的全球推进系统执行董事Larry Nitz，及Nitz领导的曾设计出雪佛兰Volt和Bolt电机的工程团队在接受采访时透露，公司的电机不是从供应商那里买来的现成部件，而是由公司内部设计的，目的是为了优化其特定的工作周期。 通用汽车在内部制作一些电机，同时购买由GM工程师设计的其他电机。

与具有上百个运动部件的典型四缸内燃机相比，电动机结构非常简单。电机由转子、定子、电枢、换向器、绕组和轴承组成，虽然没有汽油或柴油发动机那么复杂，但电机在成本、重量和平滑度上有着跟内燃机一样高的要求。

Nitz说：“目前电机的效率是汽油发动机的两倍，但电机的效率仍有改进的空间。减少永磁电机中的稀土是可能实现的，而在感应电机中也有可能进行增量改进。”

目前工程师们正着眼于寻找可以改进电动机效率的传统方法。

在汽车里，尺寸大小、质量、成本、性能、效率、噪音、振动、光滑度控制都很重要。这就是汽车的美丽之处，它几乎把所有的跨功能元素都聚集在一起，Nitz说：“无论是内燃机还是电动机，都必须经过优化，减少空间占有率并保证最大的效率。”

效率是电机的关键。目前，SAE国际缺乏标准的方法来测量电动机的效率。不过SAE国际负责人Tintinalli表示，目前公司正在开发一种标准的方法来测量电机的效率、扭矩和马力。

雪佛兰Volt有两款电动机——一款的效率是96%，另一款的效率是94%。尼茨说，通用汽车的电机效率以两种方式测量。

一种方法是测量从电池输出到机械能输出的直流电流。这种测量方法用到了逆变器，它将直流电转换为交流电来实现。

Nitz说：“我们喜欢这种方式，因为它是储存在电池中的能量，是系统效率。”

另一种测量电机效率的方法是测量电机的交流电流和轴功率的关系。

跟内燃机一样，电机同样具有Nitz所说的“效率岛”问题——电机最高效运作时的负载和转速。工程师可以根据车辆类型来调整电机的运行效率，让电动机跟内燃机一样运作，用保障运行速度。

通用汽车已经创建了一个电机产品开发系统。Nitz说，工程师在选择生产版本之前，测试了3万到5万次电机的电磁迭代。大多数内燃机车的最大转速大约是每分钟6000 转，但汽车的电机转速可能会高达每分钟9000转。

Nitz说，速度是汽车工程上的新的挑战。发动机内部的离心力会导致转子与定子之间的小气隙发生变化，因此必须有一个机械系统来控制它的运动。

而轴承系统的几何尺寸和公差控制转子使其保持同心，以及如何将定子安装在转子上，将成为未来电机企业研制的最具挑战性的工作之一。