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各类新能源电机优劣对比分析

来源:火狐网页版    发布时间:2024-02-28 07:59:19

  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)。

  近日,NE时代根据新能源乘用车终端数据统计,2023年新能源乘用车动力电池装机量326.3GWh(吉瓦时,下同),同比增长41.3%;PACK(组合成电池组)装机量近725万套,同比增长38.53%。多位业内人士向《证券日报》记者表示:从2023年全年以及今年年初的情况去看,国内动 ...

  近年,新能源汽车的发展可谓势猛如虎,而作为其核心的动力电池市场更是自然也是增长迅猛,三年便激增至三倍多。下面就随汽车电子小编共同来了解一下相关联的内容吧。   注意!机遇与风险相依,动力电池火热背后存在的“冰冷” 在动力电池中,锂离子电池的扩展优势显著,镍氢电池紧随其后。早在2014年第一季度,锂离子电池在1.4GWh的需求量中占有了68%,镍氢电池占有了28%,固态电池仅占不到1%。 我国的动力电池产业化已经处于全球领先的地位。多个方面数据显示,2016年,我国动力电池的出货量已经占据了全球总出货量的65%。截至2016年年底,我国动力电池单体单位体积内的包含的能量已达到220瓦时/公斤,价格降至1.5元/瓦时。 电池的发展也促进了新能源汽车的进步

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  前言:在 奔驰 发布的《动力蓄电池拆卸信息表》这里面既有 EQC 电池的一些细节信息,也有奔驰对于电池拆解和储存中一些要求,这两项内容都很有价值,我们共同来看看。 01 动力电池 的拆解信息 首先来看看 MSD 的事情(断开高压),如下图所示,EQC 有两种断开高压的办法,高压短路装置和备用高压断路装置,通常规定只在无法够到发动机舱中的高压断路装置时(一般是给消防人员使用的),才可剪断备用高压断路装置。 图 1 EQC 的断路装置 这套工具是通过适配器来辅助整个螺栓拆解后的支撑 图 2 电池适配器 因为这个电池包没有系统性的拆解过,所以从布局来看只有一个爆炸图,所以除了模组以外,其他的部件

  2021年对于磷酸铁锂电池而言,一个重要的关键词就是“反超”。 来自中国汽车动力电池产业创新联盟最新一期的动力电池月度多个方面数据显示,2021年8月,我国动力电池 产量 共计19.5GWh,同比增长161.7%,环比增长12.3%。其中,磷酸铁锂电池产量11.1GWh,占总产量56.9%,同比增长268.2%,环比增长18.8%;三元电池产量8.4GWh,占总产量42.9%,同比增长91.5%,环比增长4.8%。 其实,单从产量方面来看,磷酸铁锂电池在今年5月就实现了对三元电池的反超。当月,磷酸铁锂电池产量8.8GWh,占总产量63.6%;三元电池产量5.0GWh,占总产量36.2%。这成为近3年来,磷酸铁锂电池单月产量首

  大逆转:磷酸铁锂产量、装车量全面反超三元 /

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  动力电池回收再利用正在成为行业性难题,我国慢慢地增加政策扶持,鼓励企业建立完整的回收网络。一方面,动力电池回收将建立生产者责任延伸制度,通过政企联合推动产业链建设,另一方面也需要从生产端入手,将回收因素嵌入,并且推广梯次利用。 我国动力电池即将迎来“报废潮”,如何妥善解决好回收和利用问题是当务之急。据业界估测,此次“报废潮”规模或将达到25万吨,怎么样才可以在防止动力电池对环境造成污染的前提下,完成“变废为宝”的操作呢? 探索生产者责任延伸制度。日前,工信部部长苗圩提出,要全面落实生产者责任延伸制度,让新能源汽车生产者以及动力电池生产者,成为动力电池回收利用的优先主体。例如为动力电池建立统一编码实现可追溯回收,例如激励消

  电动汽车的心脏 电机,它为汽车提供动力源,新能源汽车已成为当今最具有发展前途的汽车,通过此次的 手术 会有颠覆性的改变。 下面是纯电动汽车测试电机时的整个能量运行单元。静止时的充能过程:能量单向传输,通过电网 直流母线 蓄电池;在运动状态时:能量双向传输由蓄电池 直流母线 负载电机。这时候通过直流母线蓄电池的电能释放开来提供给负载做功,同时有电能回馈的时候会通过直流母线将能量传输给电网,更高效的利用了能源。 图1 纯电动汽车能量结构可分为四个部分: 1、电池充电系统:电池充电系统是将外界的充电桩、充电站等充电装置中的交流电转换为直流电,给纯电动汽车中的蓄电池充电,将电能存储在蓄电池。 2、电机驱动系统:电机驱动系统是纯电

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