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各类新能源电机优劣对比分析
来源:安博体育手机版    发布时间:2024-03-03 21:16:20

  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)。

  3月20日,2023年辽宁省一季度重点项目集中开工动员大会暨亿纬锂能储能与动力电池项目开工仪式在沈阳市铁西区举行。 据了解,该项目计划分两期建设北方区域新能源动力电池研发中心、办公楼及现代化生产厂房,主要生产储能与动力电池,总投资100亿,计划于2026年正式投产。 图片来自:亿纬锂能 此前,在去年9月,亿纬锂能就曾宣布拟与沈阳市政府、沈阳经开区管委会签订动力电池项目投资协议,在沈阳经开区管委会范围内投资建设“亿纬锂能储能与动力电池项目”,项目规划产能40GWh,预计总投资100亿元。此外,上述的沈阳经开区属于铁西区。 对沈阳来说,这一投资额100亿元的项目,填补了其新能源动力电池产业的空白,为当地“培育千亿

  项目在沈阳开工 /

  Johnson Controls是一家位于美国威斯康星州密尔沃基市的全世界汽车供应商,该公司已开发出了一款尺寸较小的微混合动力电池组(micro-hybrid battery pack),能够得到更经济实惠的燃油效率。据了解,该公司已将这个微混合电池的体积,从汽车行李箱的大小,减小到了鞋盒子这么大。 该系统由48V的锂离子电池组和先进的低压铅酸电池组成,能承受高负载和再生制动(regenerative braking)。微混合技术可部署于大型天然气或柴油动力的SUV或卡车等车辆上,以便实现更好的能效/价格比。 这种电池的微混合系统含有12V的锂离子电池和起停技术(start-stop),能够提升约15%

  1 动力电池基本概念 1.1定义 动力电池是指在汽车上配置使用的、能够储存电能并可再充电的、为驱动汽车行驶提供能量的装置,包括锂离子动力电池、金属氢化物镍动力电池和超级电容器等,不包括铅酸类电池。目前我们国家新能源汽车动力电池应用以锂离子动力电池系统为主。由于动力电池在汽车应用领域的关键性,动力电池被比作新能源汽车的心脏。 1.2分类 1.2.1产业化应用动力电池 目前,全球新能源汽车的电池主流应用类型为 锂离子电池 。按照正极材料体系区别,目前市场应用的 锂电池 可分为磷酸铁 锂电 池、三元电池和 锰酸锂电池 等类型。 磷酸铁锂电池,正极材料为磷酸铁锂,该类型电池具有技术成熟度高、生产所带来的成本较低、安全性良好、循环寿命长等主要特性。

  产业化发展路径研究 /

  2022年10月动力电池月度数据发布如下。产量方面:10月,我国动力电池产量共计62.8GWh,同比增长150.1%,环比增长6.2%。其中三元电池产量24.2GWh,占总产量38.6%,同比增长163.5%,环比下降0.2%;磷酸铁锂电池产量38.6GWh,占总产量61.4%,同比增长142.6%,环比增长1 ...

  当前我国制造强国战略的实施和“一带一路”建设,为汽车产业高质量发展提供了重要支撑和发展机遇。世界汽车产业高质量发展出现的深刻变化,也给我国汽车产业转型升级、由大变强带来挑战和难得的历史机遇。怎么样应对挑战和机遇,夯实汽车零部件产业基础,推动行业内外协同创新,是中国汽车零部件产业急需探讨的重要课题 。2017中国零部件高峰论坛期间,诸多行业领袖、专家以及国家 顶层设计者针对新形势下汽车产业链的协同发展进行了重要探讨 ,以下是 沃特玛电池有限公司电芯研究所所长许辉在会议上的演讲实录: 沃特玛电池有限公司电芯研究所所长 许辉 各位领导、专家,大家上午好! 先自我介绍一下,我是来自深圳沃特玛动力电池的做电信技术研发的许辉,特别高兴与大家加强交

  10月12日,位于望城经开区的德赛电池储能电芯项目(以下简称德赛电芯)电芯联合厂房主楼正式封顶,为一个月后的设备进场安装打下基础,更是为项目2023年一季度正式投产运营提供了保障。而这也代表着,长沙储能材料产业,将实现从动力电池到3C电池比翼双飞的格局,也 ...

  来自韩国市场研究机构SNE Research发布的报告数据显示,2022年1-6月,全球 动力电池 装机量高达202GWh,较去年同期的115GWh大幅度的提高75.65%。 1-6月全球动力 电池 装机量TOP20的企业分别是: 宁德时代 、LG新能源、 比亚迪 、松下、SK On、三星SDI、中创新航、 国轩高科 、 欣旺达 、蜂巢能源、 亿纬锂能 、 孚能科技 、远景动力、多氟多、PEVE、瑞浦能源、捷威动力、塔菲尔、鹏辉能源、力神。 数据来源:SNE Research,维科网 锂电 制表 从上表可看到,除了松下以及丰田子公司PEVE是日本企业、LG新能源/SK On/三星SDI是韩国企业外,其余15家企业全部来自中国!

  TOP20 出炉:15家中国企业上榜! /

  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

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  驱动和充电技术的发展趋势

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