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拓展型X系列伺服电机
各类新能源电机优劣对比分析
来源:安博    发布时间:2024-02-10 12:16:05

  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)。

  2019年,软包动力电池在国内的发展并不如意,从全世界内来看,2018-2019 年集中上市的车型如捷豹 I-pace、现代起亚 Kona&Niro、奥迪 E-tron、奔驰 eQC、保时捷 Taycan、大众 ID3 等,在国内玩家如孚能、捷威、万向 A123、微宏、卡耐等整体在纯电动乘用车方面并没有实现对方壳电池有效的成为补充,总的来说比较可惜。 软包电池的运用情况 国内的软包动力电池主要运用在纯电动汽车、插电式混动和混合动力三个主要领域,简单来说如下图所示,主要是在纯电动乘用车中使用。 图 1 软包电池的使用领域 在纯电动乘用车领域的来说,我们得知其实最多的还是运用在了 A00 级别车型上,比例最高,而且非常

  国内外的发展现状 /

  经过多年的政策推广后,我国慢慢的变成了新能源车第一大国,无论是销量规模、配套设施,还是消费者接受程度,都处于领先,而中国巨大的新能源车市场,也使外资品牌不断加快市场布局的速度。在新能源汽车快速的提升的时代一直流传着一句话:得平台者得天下。没错,在新能源行业不断变革的今天,平台化发展不仅仅可以更好地为产品赋能,同时还能为用户所带来更安全、舒适的用车感受,在这方面大众品牌可谓获益良多,从燃油到纯电,从MQB到MEB,大众始终秉承着安全第一的理念。 说起电动汽车,“动力电池”的可靠性和安全性是永恒的话题,作为电动汽车的核心部件,大众ID.系列车型搭载的电池采用“巧克力”造型的模块化布局,并且配备了多项安全保护的方法和安全冗余系统。此次展

  安全性,有些什么黑科技呢? /

  电机保护器的类型选择应根据电动机工作条件,包括电机的额定电流、额定频率、工作环境和温度、负载类型、起动方式等因素综合考虑。主要的电机保护器类型如下: 1. 热继电器保护器:适用于小型低压电动机,能够检测电机的运行电流,根据电流值和运行时间判断电机是否过载,当电机超载时,热继电器保护器会切断电路,避免对电机和电气系统造成损害。 2. 电流差动保护器:适用于大型高压电动机,能够检测电机的三相电流差异,如果发生短路或接地故障,电流差动保护器会立即切断电路,以保护电机。 3. 过电流保护器:适用于很多类型的电机,能够检测电机的工作电流,当电机过载或短路时,过电流保护器会切断电路,保护电机和电气系统。 4. 电压保护器:适

  最新销售多个方面数据显示,2019 年戴姆勒的梅赛德斯奔驰和 Smart 品牌在中国首次突破 70 万辆大关,即便是处在下行阶段的中国市场,仍然是戴姆勒全球最大的单一市场,且销售数据超过紧随其后的美国和德国的销量总和。 在全球汽车业面临巨大变革的趋势下,戴姆勒的转型目标非常明确,“2022 年之前,梅赛德斯奔驰每一个车型会有一款电动车;到 2030 年,电动车型(包括纯电动和插电混合式动力的车型)将占据乘用车新车销量份额的 50%以上”,戴姆勒大中华区执行副总裁冷炎日前在 2020 中国电动汽车百人会论坛上阐述了戴姆勒的电动化规划。 “汽车行业正在经历着根本性的转型。我知道,很多人会有点着急,会觉得转型还不够快。对这些人,我想说

  杉杉股份是国内第一家从事锂电池人造石墨负极材料研发、生产企业,在锂离子电池负极材料领域已有20多年的研发和产业化生产实践,是全球领先的锂离子电池负极材料供应商。公司坚持以客户的真实需求为核心,通过技术创新引领负极材料行业发展,在产品技术、产能规模、客户、产业链布局等方面构建了长期核心竞争优势。 基于下游需求旺盛和公司产品性能优异,公司负极产品供不应求,当前产能已不能够满足下游客户日渐增长的需求。本次募投项目将有利于逐步提升公司一体化产能规模和石墨化自给率水平,以进一步实现用户需求并实现降本增效,巩固公司行业领头羊。 目前,公司锂电池负极材料产能日趋紧张,公司产品供不应求。截至本预案公告日,公司负极材料成

  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” /

  由中国汽车工程学会和丰田汽车公司联合编著的《中国汽车技术发展报告(2017)》(2017年汽车红皮书)在京发布。报告聚焦了汽车产业技术“低碳化、信息化和智能化”变革,最重要的包含“综合评估报告全面洞察、专题评估报告深刻聚焦、技术数据透视未来趋势”三大模块。   中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华在致辞中详细的介绍了中国汽车工程学会在汽车技术发展报告(汽车红皮书)、产业高质量发展报告(汽车蓝皮书)等方面形成的具有广泛行业影响力的研究报告体系,并对我们国家新能源汽车、智能网联汽车、节能汽车发展状况进行了剖析。   在报告的三大模块中,综合评估模块包括节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、 氢燃料汽车 、智能网联汽车、汽车 动力电池 、汽车轻量

  为满足全球绿色供应链管理的要求,解决动力电池的污染问题,实现动力电池及其废料的绿色处理,推动新能源产业从“绿色到绿色”,格林美股份有限公司(以下简称“格林美”或“公司”)控股子公司武汉动力电池再生技术有限公司(以下简称“动力再生”)与瑞浦兰钧能源股份有限公司(以下简称“瑞浦兰钧”)控股子公司兰钧新能源科技有限公司(以下简称“兰钧新能源”)基于良好的信任,出于长远战略发展考虑,经双方友好协商,于2024年1月10日共同签署了《战略合作协议》,双方决定携手建立深度战略伙伴合作伙伴关系,本着“互惠、互利、恒久、稳定、高效、优质”的合作精神,以统一的资源整合优势为基础,以获得良好的社会效益和投资回报为核心,按照全球绿色供应链管理要求,

  管理系统BMS关键技术

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