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,国产的技术还是比较靠前,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势在于其较低的价格,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;但最大功率较低,且成本较高。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;使用寿命长,可靠性高;噪声低;价格低廉的目标发展。
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,主要原因是对于稀土资源匮乏,交流感应电机价格低廉,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。总体来看,特斯拉的驱动电机配置趋势是数量越来越多,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。适合本国路况是主要因素,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、日产等汽车公司基本上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先地位,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重要因素。目前,永磁同步电机在我国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先进水平,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,它们各自都具有明显的优势。不过,目前纯电动车的续航里程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里程。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进一步发展和改进,使稀土永磁同步电机的发展进一步完善。但就现在的发展趋势看,永磁同步电机似乎前景更好。随着新能源汽车驱动技术的快速发展,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。
高工智能汽车研究院数据显示,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%,并仍在保持快速增长态势。
国内电机市场份额前五,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趋势,未来将会越来越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)。
近日有报道称,美国奥巴马政府计划终止无公害柴油基金项目,并且将停拨氢燃料电池汽车的研发经费。这一点也不奇怪,因为这两个项目已研发数年,耗费巨额资金,但仍无法在短时间内投入应用。在2010年年底,奥巴马就呼吁商家投资生产充电式混合动力汽车蓄电池,称这一产业将成为美国经济复苏亮点。从奥巴马政府这两行为可以看出,美国将全力开发混合型动力汽车,并把传统汽车用电池作为主要动力源。 不仅仅是美国,日本、欧盟等国家也都纷纷把混合动力汽车的蓄电池作为主要能源项目,试图通过政府、企业和消费者等三方合力,抢占市场先机。在中国,新能源汽车的发展也处于混合型动力汽车上,由此带来汽车用蓄电池的提速。各国在新能源产业上的竞争,很大程度上在于新能源
日前,丰田汽车公司技术管理本部副本部长吉贵宽良在天津出席国际汽车论坛时对媒体表示,丰田公司正考虑加快在华新能源汽车的步伐,具体表现为,公司打算把混合动力汽车的关键部件———电池及电机两大系统引入中国,进行国产化生产。 这一积极表态立刻引来众人瞩目,这将是日本汽车公司首次在海外生产混合动力汽车的核心零部件。到目前为止,丰田全球销售的混合动力汽车电池系统都来自其与松下在日本本土建立的合资厂。 成本高企造成售价高企 了解到,目前,丰田全球销售的混合动力汽车电池均来自其与松下电器以6:4的投资比例建立的一家工厂。除这家名为PanasonicEVEnergyCo的公司外,丰田汽车在日本本土之外并无电池工厂。作为
新能源汽车 的爆发式增长带动了 动力电池 需求量的攀升,2022年以来各国 电池 企业快马加鞭的扩大产能、在各地市场大展拳脚。而放眼全球市场,中国电池生产企业在市场份额方面已经占据了绝对的领先地位,市占率不断上升,而日韩企业市占率则出现下降。 全球产能主要集中在中日韩 TOP10占比超91% 据韩国市场研究机构SNE Research数据显示,2022年第一季度全球动力电池装车总量为95.1GWh,较去年第一季度增长93.3%。位列前10的电池企业市占率仍然保持在90%以上,其他电池企业占比不到10%。 从排行榜来看,中日韩仍然是全球电池产能的主要国家,全球产能几乎被他们垄断。在TOP10动力电池生产企业中,中国电池企
排行:中国企业腾飞 日韩企业不行了? /
目前,工信部已公布了四批《汽车动力蓄电池行业规范条件》目录,不超过60家单体电池供应商入围,三星、LG 等全球电池巨头未进入目录,因此造成短期内的动力电池有效供应骤降。 锂电池产业链板块是今年上半年毫无争议的A股大牛,但7月以来,不少龙头上市股价出现回落;与此同时,从政府部门到研究机构,关于新能源汽车、动力电池产能过剩的警报也不绝于耳,甚至有观点认为,2017年锂电池行业将面临大洗牌。 那么,这个曾经狂飙突进的产业究竟将何去何从?上证报记者调查后发现,至少在目前,动力电池市场仍存在“结构性供不应求”,那些龙头优势企业还是市场的香 饽饽。其中,已进入《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业目录、且有技术及规模优势、在三元动力电
近日,关于苹果将推出动力电池的消息不仅刷了一波朋友圈,并且频上头条。 据了解,苹果公司计划采用一种独特的“Monocell”设计,无需袋装或模块化,使电池中的单个电池体积增大,释放电池组内部的空间。这种设计意味着电池可以装入更多的活性材料,从而提升汽车的续航里程。 “Monocell”在生物学中有“单细胞”的含义,而“cell”一词在电池行业术语中一般指代“电芯”,因而“Monocell”在某种程度上可理解为“单电芯”,或许意味着苹果动力电池将采取“单电芯”配置。 当然,就目前而言,苹果是否采用性的“单电芯”设计,仍在多方猜测当中。但从报道描述中可看出,“Monocell”的本质仍在于去模组化,而这与当前宁德时代向
近期车企动作频频,先有北汽新能源宣布完成111.18亿元B轮增资,北汽集团与戴姆勒更是在中德两国最高的见证下,签署了50亿元人民币新框架协议,在北京奔驰建立纯电动车生产基地及 动力电池 工。