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各类新能源电机优劣对比分析

时间:2024-03-16 08:30:49    作者:服务与支持

  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)。

  据上海电气官方消息,近日,由上海电气控股的上海电气集团电池科技有限公司(以下简称“电池科技公司”)完成工商注册登记正式成立。电池科技公司由上海电气与天际汽车科技集团有限公司(以下简称“天际汽车”)合资设立,注册投资的金额1.35亿元,其中上海电气持股比例55.00%、天际汽车持股比例45%。 上海电气表示,作为上海电气集团未来新能源汽车动力电池系统领域的战略性发展平台,电池科技公司将致力于动力电池系统有关技术自主研发、动力电池系统及关键零部件批量化生产。 上海电气是一家大型综合性装备制造集团,主导产业聚焦能源装备、工业装备、集成服务三大领域,致力于为客户提供绿色、环保、智能、互联于一体的技术集成和系统解决方案。 资料显示,上

  近日,国家重点研发计划智能机器人重点专项动力电池组多机器人柔性集成制造系统及应用示范项目启动暨实施工作方案论证会在深圳举行。会上,项目启动会评审专家组对项目及各课题的实施方案进行了充分讨论,都同意项目及5个课题的实施方案通过论证。该项目由越疆科 ...

  规模化运营慢慢的变成了动力电池产业的核心壁垒之一,产能的率先释放有望提前锁定更大的市场占有率,且规模效应对于极致品质及成本优势的赋能更是不言而喻,由此成为电池企业迫切扩大产能规模的重要原因之一。 竞逐TWh时代,动力及储能电池投扩产热情持续高涨。 高工锂电统计多个方面数据显示,2022年H1,动力及储能电池投产项目9个,产能超118GWh;开工项目22个,总产能规划超638GWh;签约及官宣项目21个,总产能规划超367GWh。 基本面上,新能源汽车产销态势明朗景气。中汽协发布数据,2022年1-5月我们国家新能源汽车累计产量207.1万辆,同比增长114.2%;销量200.3万辆,同比增长111.2%。 行业预测,6月国内新能源汽

  投扩产“复盘” /

  日前,中国汽车动力电池产业创新联盟(以下简称“电池联盟”)公布今年2月动力电池月度数据。多个方面数据显示,2月,我国动力电池装车量同环比双双下滑,从企业层面来看,宁德时代市占率超55%,比亚迪份额近18%。 图片来自:电池联盟(下同) 具体来看,2月,我国动力电池装车量18GWh,同比下降18.1%,环比下降44.4%。这与新能源汽车该月产销走低的趋势相对一致。 据中汽协数据,受春节因素影响,2月车市遇冷,新能源汽车产销也罕见出现了同环比双降的局面,该月新能源汽车产销分别为46.4万辆和47.7万辆,环比分别下降41.1%和34.6%,同比分别下降16%和9.2%。 聚焦细分板块,2月,三元电池装车量6.9GWh,占

  装车量18GWh,宁德时代市占率超55% /

  1月13日,伟巴斯特在浙江嘉兴的新工厂以及动力电池系统研发中心正式落成。据了解,浙江嘉兴工厂是伟巴斯特在中国境内的第11家工厂,厂房面积约3.6万平方米,年产能超过150万套汽车天窗,另外,新工厂还将生产动力电池系统产品。 当前,随着电气化趋势的到来,无论主机厂还是零部件厂商,入局动力电池领域者不在少数。伟巴斯特选择在国内研发生产动力电池,如何与其他厂商展开差异化竞争?带着这样一些问题,我们与伟巴斯特集团 全球董事会成员、亚洲区总裁, 贺雷德先生、以及伟巴斯特中国区总裁 严和宁先生进行了深入交流。 伟巴斯特集团 全球董事会成员、亚洲区总裁 贺雷德先生 伟巴斯特中国区总裁 严和宁先生 如何在动力电池领域保持优势?

  领域? /

  针对“特斯拉将开始自主生产该公司设计的 4680 电池芯”的消息,松下总裁津贺一宏(Kazuhiro Tsuga)表示,特斯拉自己生产电池,并不代表这家美国电动汽车制造商将成为松下的直接竞争对手。 松下总裁指出,当前松下为特斯拉开发 4680 电池芯的工作在进行中,但是他也指出,由于电池容量较大,电池芯本身遇到了产能爬坡方面的挑战。但是他强调,尽管如此,松下并不担心特斯拉未来会变成其竞争对手。 了解到,松下始终是特斯拉实现电动雄心的长期合作伙伴,后者全力参与了特斯拉在美国内华达州巨型工厂的扩建和产能提升项目,这是个庞大的设施,特斯拉目前主要是采用的 2170 电池就在这里生产。虽然特斯拉已经与韩国 LG 和宁德时代建立了电

  宁德时代以11.4GWh的装机量,以一抵三,独占鳌头,比亚迪和LG新能源装机量4.2GWh并列第二,松下、SK On、三星SDI分列第四、第五、第六位。 在今年2月和3月连续两个月超越三星SDI后,中创新航在此后的4月和5月均保持在榜单第七的位置,国轩高科、欣旺达稳居第八、第九,亿纬锂能和蜂巢能源处于互相角逐的状态,5月前者再次超越后者进入榜单前十。 根据韩国市场研究机构SNE Research多个方面数据显示,5月,全球动力电池装机量33.7GWh,环比上涨24.2%,同比增长58.4%。1-5月,全球动力电池装机量157.4GWh ,环比上涨28.1%,同比增长77.3% 。 5月,全球动力电池装车量TOP10中仍有六家中

  榜:宁德时代“以一抵三”稳居冠军 亿纬锂能再上榜 /

  广州车展上,广汽新能源汽车发布的新款车型“Aion S”新能源汽车采用了 日本电产(Nidec)的牵引电机系统“E-Axle”。 牵引电机是在电动车(EV)及插电式混合动力车(PHEV)等新能源汽车中产生驱动力的核心部件。日本电产的牵引电机系统“E-Axle”通过将马达、变频器、变速箱整合为一体,实现了紧凑轻量以及高灵活度的车辆布局。此次被Aion S 所采用的E-Axle 可将最大输出功率、最大系统输出扭矩分别提升至150kW、3,900Nm,而重量只有87kg(同一级别燃油引擎的一般重量为 160kg 左右)。 近来,二氧化碳形成的全球温室效应和汽车尾气造成的大气污染等全球规模的环境、能源问题日渐严峻,各大

  系统“E-Axle” /

  接入智能电网的逆变控制关系技术

  驱动技术

  驱动和充电技术的发展趋势

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