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各类新能源电机优劣对比分析

作者:admin发布时间:2024-03-05 03:04

  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。

  目前,国内新能源汽车电机行业主要分为三类: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)。

  电动汽车、轻型电动摩托车等因其低能耗绿色环保等优点而越来越受到人们的青睐,现已成为未来汽车发展的一个主要方向。而作为电动汽车动力心脏的蓄电池,其安全性能亦越发得到人们的关注。目前国内外已有多个针对电动车的动力电池安全标准,如UL2580、ISO12405-1、ISO12405-2等,以及国内的汽车行业标准QC743-2006等,这些标准都分别对蓄电池单体电池,蓄电池模块、蓄电池充放电系统等的安全性做出了相应的要求。本文主要以UL2580为例简要介绍针对动力电池的要求。 UL在2009年发布了针对车用动力电池的安全标准UL2580草案,并在2011年10月发布了UL2580正式版本,同时UL2580通过了ANSI(美国国家标准学

  电动汽车 采用电能替代化石燃料作为动力,是未来交通的唯一长远解决方案。动力电池系统作为电动汽车的心脏,只有对其进行充分的了解,才能实现电动汽车的顺利推广。本文从国内外电动汽车主要车载动力电池的发展趋势角度出发,对比较有发展前景的锂离子电池及其电池管理系统进行了重点分析。 锂离子电池组充电机充电不均衡易使其产生过充放电问题,严重损害其使用寿命。本文提出了一种新型智能充电机充电模式,使电池组更加安全、可靠地充电机充电,能够延长其使用寿命,增加安全性,降低使用成本。 1、车载锂离子电池管理系统 作为 电动汽车 电池的监测“大脑”,电池管理系统(BMS)在混合动力电动汽车中可以实现对电池剩余电量的监测,预测电池的功率强度,便于对整

  近年来,新能源汽车火热,在政策、技术和市场的共同推动下,更具性价比的磷酸铁锂电池又重回大众视野。 据悉,2020年磷酸铁锂电池成为销量唯一同比增长的动力电池类型。由于供不应求,2021年1月以来,国内电池级碳酸锂价格持续上涨,目前报价普遍在6.2万-6.7万元/吨。 中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据显示,2020年我国动力电池累计销量65.9GWh,同比下降12.9%。其中,三元锂电池累计销售34.8GWh,同比下降34.4%;磷酸铁锂电池累计销售30.8GWh,同比增长49.2%。 过去两年,由于补贴青睐长续航电池,三元电池一时风光无两。2018年磷酸铁锂电池装机量占比39%,同比下降10个百分点,市场大幅萎缩

  引言 随着新能源汽车的不断发展,大型工厂开始逐步使用动力电池驱动的运输车辆。电动汽车目前常用的电池有铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。电池是一个集成高能量的物体,它的使用以及安全管理就显得尤为重要。目前的电动汽车中缺少能够实时、直观、在线地反映蓄电池状况的设备,由于对蓄电池保养不及时、保管不善、放电过度而造成的早期损坏,给企业带来一定的损失。电池管理系统能解决这一问题,因此研究一套能够实时监测蓄电池工作状况的系统有着十分重要的价值和意义。 参考文献设计出的蓄电池管理系统缺少数据的传输功能,使得应用有一定的局限性。参考文献设计的电池管理系统是以DSP为控制核心,其成本较高,而且系统运行的功耗也较高,有较大的局限性。

  管理系统设计 /

  “只知道电芯终生包换,至于换下来的电池去哪儿了,我还真不知道。”日前,北京车主赵翔2013年购买的新能源汽车,出现了电池续航能力缩短的问题。按照生产厂家推出的“电芯保终生”政策,他到4S店进行了更换。面对拆卸下来的电池,赵翔生出了疑问:这些旧 动力电池 要如何处理?下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。 这不是赵翔一个人的困惑。我国第一批新能源汽车 动力电池 置换期将至,废旧电池回收、处理问题已摆在眼前。 2020年, 动力电池 将集中“退役” “作为新能源车最独特的部件,动力电池的使用寿命相对车内其他的部件来说要短得多,一般而言使用年限为5到8年。”四川启阳汽车集团董事长王麒认为,这意味着,国内

  盖世汽车从中国化学与物理电源行业协会获悉,随着我国新能源汽车中使用锂离子电池比例不断升高,锂电池市场空间广阔。有预测报告称,随着中国电动汽车销量的大幅增长,锂离子动力电池市场正进入黄金期,到2017年,动力电池产业规模将暴增至目前的400%。     目前在市场上新能源动动力电池主要是以锂电池为主。受政策利好新能源汽车市场影响,动力锂电池发展势头强劲。与传统电池相比,锂电池在同体积下容量更大,且生产、使用与回收过程绿色环保的特点,因而已被广泛应用于消费电子与储能产品领域。     铅酸电池虽然技术发展较为成熟,但是不符合国家节能环保的新理念,中国不鼓励发展。而镍氢电池实际上目前仅存的市场希望基本都在混合动力电池

  磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等等,新能源汽车电池种类繁多,哪一种材料会成为未来一段时期的主流呢?近日,记者走访了多家企业,了解到三元材料逐渐成为主流。 三元材料成为重点     目前,新能源汽车的电池大多数采用磷酸铁锂材料,在示范推广中已经显现出能量密度瓶颈,这极大地阻碍了续驶里程提高。国家“863”计划新能源汽车项目电池责任专家肖成伟说:“磷酸铁锂的能量密度几乎达到了天花板,已经很难大幅度提高。必须寻找新的材料替代,新能源汽车动力电池才能取得重大突破。”     2012年10月16日,工信部、科技部、财政部曾经联合发文《关于组织申报2012年度新能源汽车产业技术创新工程项目的通知》,明确要求2015年电池单体

  作为保时捷品牌首款纯电动跑车,Taycan也具备了多方面的创新性技术,其所搭载的“扁线电机”(Hair-Pin发卡电机)不仅发挥了出色的驱动性能,更是一项将领衔下一代新能源汽车驱动系统的技术。在刚刚落幕的法兰克福车展上,长城汽车及零部件供应商舍弗勒等都展示了各自扁线电机的技术实力。该技术的实力究竟几何?为何业内普遍又将其视为开启新电驱动时代的“钥匙”呢? 1、相比起传统电机所采用的圆形导线,扁线电机采用的是扁平导线。其优势在于电机体积更紧凑、更节约材料、功率更强劲。 2、扁线电机率先由国外车企发起应用,如丰田普锐斯、雪佛兰沃蓝达等。国内应用案例较少,车企尚未进行大规模采用。 3、技术层面,国内扁线电机在设计、制造、原材料等方面

  扁线化 /

  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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