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各类新能源电机优劣对比分析

发布时间:2024-03-08 20:11:52   来源:斯诺克直播吧

  作为新能源汽车核心三电系统之一的“电机”就好比燃油车的发动机一样,是车辆核心部件,但似乎消费者没太大关注这方面。今天我们给大家聊聊这个核心部件!

  一辆新能源汽车占生产所带来的成本最高的部件是动力电池,约占到30%左右,而电机占到10%。目前国内不少厂商有生产和研发新能源汽车电机,在该领域,国产的技术是比较靠前,比造燃油车的发动机更有优势,而且少了很多技术壁垒的限制,所以国产电机的制造水准不比海外企业差。

  现阶段电机的分类,主要有直流、交流感应、永磁同步和开关磁阻四种,目前,永磁同步由于其较优的性能,是主流的电机类型。交流异步电机的价格适中,但性能稍差,在美国及中国有部分厂商使用。而开关磁阻电机的主要优点是其较低的价格,但同时也存在着杂音和震动的技术问题,如果这样一些问题能够解决的话,开关磁阻电机将具备很大的市场。现阶段适合新能源汽车的驱动电机主要有永磁同步、交流异步和开关磁阻三大类。因其不同特点, 各有应用场合。

  永磁同步电机体积小、质量轻,功率密度大,可靠性高,调速精度高,响应速度快;但上限功率较低,且成本比较高。由于永磁同步电机具有最高的功率密度,其工作效率最高可达97%,能够为车辆输出最大的动力及加速度,因此主要用在对能量体积比要求最高的新能源乘用车上。

  交流异步电机价格低、运行可靠;但其功率密度低、控制复杂、调速范围小是固有限制。价格上的优势使得其在新能源客车中使用的较广泛。开关磁阻电机价格低、电路简单可靠、调速范围宽;但震动、噪声大,控制管理系统复杂,且对直流电源会产生很大的脉冲电流,用于大型客车。

  新能源汽车驱动电机向着:小型轻量化;高效性;更出色的转矩特性;常规使用的寿命长,可靠性高;噪声低;价格低的目标发展。

  交流异步电机主要是以特斯拉为首的美国车企和部分欧洲企业使用。一方面,这与特斯拉最初的技术路径选择有关,根本原因是对于稀土资源匮乏,交流感应电机价格低,而偏大的体积对美式车并无挂碍;另一方面,美国高速路网发达,交流电机的高速区间效率性能上佳。

  特斯拉的早期车型多采用感应异步电机(Roadster等),2019款的海外特斯拉Model 3 在单电机版本上依然搭载了感应异步电机,在双电机版本上则搭载前驱永磁同步电机搭配后驱感应异步电机。2019款国产版的特斯拉Model 3 单电机版本则搭载的是永磁同步电机。现阶段,特斯拉Model 3、Model Y、Model S、Model X 等车型均在单电机版本上搭载永磁同步电机,在双电机版本上搭载永磁同步电机+感应异步电机。新款特斯拉Model S Plaid三电机版本搭载的全部是永磁同步电机。整体看来,特斯拉的驱动电机配置趋势是数量慢慢的变多,性能越来越强,永磁同步电机的渗透率越来越高。

  基于上文中已经详细分析过的永磁同步电机与感应异步电机的性能互补,特斯拉主要的性能版车型中都采用永磁同步电机与感应异步电机搭配的双电机解决方案。特斯拉新款Model S Plaid 版搭载了全部使用永磁同步电机的三电机解决方案,并落地了很多特斯拉在驱动电机上的前沿技术。

  包括中国、日本在内的其他几个国家新能源汽车电机最广泛使用的仍是永磁同步电机。适合本国路况是重要的因素,永磁同步电机在反复启停、加减速时仍能保持较高效率,对高速路网受限的工况是最佳选择。

  日本的丰田、本田、日产等汽车公司大多数都采用永磁同步电机驱动系统,如丰田公司的Prius,本田公司的CIVIC。因为在日本,供应永磁电机使用的稀土磁铁的公司比较多,同时汽车大多以中低速行驶,因此采用加减速时效率较高的永磁同步电动机较为适宜。日本在发展混合动力汽车方面居世界领头羊,其中以丰田普锐斯最为著名。

  我国稀土储量丰富,日本稀土永磁产业有配套基础也是主要的因素。目前,永磁同步电机在我们国家新能源汽车中的使用占比超过90%,而且电机工艺已经接近世界领先水平,因此预计永磁电机将在较长时间内占据中国新能源汽车的电机市场。

  从国内市场上热门车型来看,像比亚迪汉、Model 3/Y、理想one、小鹏P7、蔚来ES6、EC6、埃安Y、LX等等,绝大部分都是采用永磁同步电机。

  有些车型搭载的是前后双电机的,会采用永磁同步与交流异步搭配使用。例如比亚迪一直使用永磁同步电机,并且早在2015款的比亚迪唐新能源上就落地了双电机四驱结构,具有一定的前瞻性和先进性。在纯电平台方面,比亚迪最新的E平台3.0采用了前驱感应异步电机+后驱永磁同步电机的技术方案,二者互补,在日常行驶中以永磁同步电机为主,在加速工况下双电机最大输出。

  总的来说,永磁同步电机对比感应电机,它们各自都有着非常明显的优势。不过,目前纯电动车的续航能力势必是一项及其重要的指标,永磁同步电机的高效率能更好地提高续航能力。而且高耐热性、高磁性能钕铁硼永磁体的成功开发以及电力电子元件的逐步发展和改进,使稀土永磁同步电机的发展加强完善。但就现在的发展的新趋势看,永磁同步电机似乎前景更好。随着新能源汽车驱动技术的加快速度进行发展,许多新结构或新概念电机已经投入研究。其中新型永磁无刷电机是目前最有前景的电机之一,包括混合励磁型、轮毂型、双定子型、记忆型以及磁性齿轮复合型等。此外非晶电机也开始走进新能源汽车领域,作为新一代高性能电机,其自身的优越性必将对新能源汽车产业的发展起到巨大的推动作用。

  目前,国内新能源汽车电机行业大致上可以分为三类:车企、新能源汽车电机企业、传统电机生产厂。

  高工智能汽车研究院多个方面数据显示,2022年中国市场(不含进出口)新能源乘用车搭载驱动电机(包括单电机、双电机、三电机)616.16万台(上险量口径),同比增长81.65%;其中,双电机搭载交付新车92.20万辆,同比增长90.3%,市场占比17.62%,并仍在保持迅速增加态势。

  国内电机市场占有率前五,分别是比亚迪旗下的弗迪动力(28.26%)、特斯拉(12.87%)、方正(5.60%)、日本电产(5.27%)、汇川技术(5.15%)。

  行业专家预测到2025年,新能源汽车电机电控市场规模将突破3000亿元。从电机行业发展的新趋势,国内的新能源车企已重点布局自主研发方向,像北汽、蔚来、比亚迪、吉利都有自己旗下或投资的电机生产厂。也有不少车企选择与电机厂合资生产,像广汽、一汽、北汽与日本电产、大洋电机这些传统电机厂成立合资公司,为车企定制新能源汽车电机及动力系统,虽为合资,但车企是主导方,更具有话语权。

  无论是自主研发,还是合资生产,都会推动国内电机产业的发展和技术的提升。国内市场,比亚迪和特斯拉牢牢占据了第一和第二名,借助自身的技术优势与供应链资源,自主研发生产电机有助于成本的控制以及供应量。按目前新能源汽车产业的发展的新趋势,未来将会慢慢的多车企转向自己研发、生产电机,掌握新能源汽车“三电”核心技术(电池、电机、电控)。

  这几天,来自大洋彼岸的《华尔街日报》搞了个大新闻。新闻一经爆料,就占据了中国新能源产业圈子媒体及自媒体的重要位置,在不断传播。下面就随汽车电子小编共同来了解一下相关联的内容吧。 《华尔街日报》称,中国政府已经和 特斯拉 就在上海自贸区内建厂达成协议。而经过中国自媒体们的分析,此次 特斯拉 非常有可能在上海自贸区独资建厂。 消息一出,就给本不平静的中国新能源汽车产业圈又投下一个深水炸弹,巨大的能量带给业界无数的反思—— 特斯拉 来了,中国新能源车企还有的玩吗? 消息说,特斯拉落户在上海自贸区,也代表着他的产品还需要征收25%左右的关税,按照进口产品来对待。但即便如此,对于汽车行业来讲,特斯拉独资也是开天辟地头一遭,因为我

  公司的商机OR挑战? /

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  新能源汽车动力电池系统开发涉及材料、化学、机械、热力学、传热学、流体力学、电学、系统与控制多个学科,其关键技术包括电池组配技术、热管理技术、电能管理技术和安全管理技术等。车用动力电池系统技术己成为电动汽车走向普及的瓶颈,需要从材料开发、电池设计、生产制造、系统集成、商业模式等多方面进行探索和突破。 1、新能源汽车动力电池的分类 新能源汽车动力电池可大致分为蓄电池和燃料电池两大类,蓄电池用于纯电动汽车(EV),混合动力电动汽车(HEV)及插电式混合动力电动汽车(PHEV);燃料电池专用于燃料电池汽车(FCV)。 1.1蓄电池 蓄电池在纯电动汽车中是驱动系统唯一动力源,主要有镍镉、镍氢和锂离子电池等。目前,锂离子

  发展及供求现状 /

  “目前我们有几款产品的交付比较紧张,国庆节只放一天假,加班加点的催产和补产,实现用户的需求。”在日前举办的蜂巢能源第二届媒体日上,蜂巢能源董事长兼CEO杨红新如是说道。 依托于“短刀+飞叠”高效率、高品质的产品矩阵,再加上在 产能 部署上的前瞻卡位,蜂巢能源在动力电池业务方面已获得了众多车企的认可。 据了解,今年以来,蜂巢能源已陆续供货理想L7、吉利银河L7/L6、东风岚图追光/梦想家、哈弗猛龙/枭龙等畅销车型。其中,在PHEV(含增程式)领域,蜂巢能源的表现尤为亮眼。 从工信部发布的车型公告看,6月以来,蜂巢能源配套的插混车型已接近20款,已经深度进入主流车企的供应链。 图片来自:蜂巢能源 飞叠释放产能

  企业赢麻了 /

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  宁德时代新能源科技股份有限公司(简称“宁德时代”)正式登陆深交所创业板。刚刚上市,宁德时代便实现涨停,涨幅高达44%,封单金额超25亿元,市值达786.4亿元。     图片来自互联网 创业板规模最大IPO、动力电池出货量全球第一、众多明星机构加持……顶着多重光环,宁德时代上市即涨停并不让人意外。作为我国动力电池领域的有突出贡献的公司,宁德时代在登陆股市提升资金实力的同时,还在不断下调价格已换取更大的市场占有率。 如今,三星SDI、LG化学等韩国企业在华合资公司已进入我国动力电池企业白名单。随国家补贴政策退坡后更多国际优势企业进入,我国动力电池行业洗牌必将加速。除去已占据行业半壁江山的宁德时代和比亚迪的外,别的玩家或将全部面临死亡或被边缘

  5月11日,中国汽车动力电池产业创新联盟发布2022年4月动力电池月度数据。 多个方面数据显示,产量方面,2022年4月,我国动力电池产量共计29GWh,同比增长124.1%,环比下降26.1%。其中,三元电池产量10.3GWh,占总产量35.5%,同比增长53.5%,环比下降33.9%;磷酸铁锂电池产量18.6GWh,占总产量64.3%,同比增长200.7%,环比下降21.0%。 1-4月,我国动力电池累计产量129.6GWh,累计同比增长183.5%。其中三元电池累计产量48.3GWh,占总产量37.4%,累计同比增长97.2%;磷酸铁锂电池累计产量81GWh,占总产量62.6%,累计同比增长283.1%。 装车量方面,2022年

  销量共计29GWh,同比增124.1% /

  电动机(Motor)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。 电机控制是指,对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制。根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的。对于电动机,通过电机控制,达到电机快速启动、快速响应、

  接入智能电网的逆变控制关系技术

  驱动技术

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