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各类新能源电机优劣对比分析

发布时间:2023-12-03 04:18:18来源:杏彩彩票注册官网

  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)。

  电机选型需要的基本内容有:所驱动的负载类型、额定功率、标称电压、额定转速、其他条件。 一、所驱动的负载类型 这个得反过来从电机特点说。电机可以简单划分为直流电机和交流电机,交流又分为同步电机和异步电机。 1、直流电机 直流电机的优点是可以方便地通过改变电压调节转速,并能够给大家提供较大的转矩。适用于需要频繁调节转速的负载,如钢厂的轧机,矿山的提升机等。但现在随着变频技术的发展,交流电机也能够最终靠改变频率来实现调节转速。不过虽然变频电机价格比普通电机贵不了多少,但变频器价格在整套设备中占据主要部分,所以直流电机还有一个优点是便宜。 直流电机的缺点在于结构较为复杂,任何设备只要结构较为复杂,必然导致故障率增加。直流电机相比于交流电机,除了绕组

  、额定功率、额定电压 /

  作为高能量密度的“绝佳助攻”,硅碳负极材料有望迎来需求喷发。据外媒近日报道,特斯拉决定逐步提升4680电池产量,相较于去年三季度,该类电池特斯拉的产量已经提升了将近两倍。此前特斯拉设立2023年自产4680电池的产能目标为100G-200GWh。据特斯拉官方信息,4680电池采用高镍正极+硅碳负极材料,单位体积内的包含的能量达300Wh/kg。 按照光大证券的预计,2025年特斯拉搭载4680电池的车型销量将超160万辆,占总销量的近50%,装机量预计将达123GWh。在特斯拉销量高企、4680技术不断成熟的背景下,预计2025年全球4680电池装机量预计将达264GWh。 业内机构研究,根据吨/GWh的材料用量,考量特斯拉体

  巨头争相布局 /

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  3月22日,眉山市彭山区人民政府与中创新航科技股份有限公司在成都举行中创新航动力电池及储能系统眉山基地项目签约仪式,标志着我市锂电产业从材料到应用链式发展实现新突破。市委书记胡元坤,中创新航科技股份有限公司党委书记、董事长、总裁刘静瑜见证签约。 中创新航动力电池及储能系统眉山基地项目,是继动力电池正极材料项目后,中创新航在我市投资的第二个项目。项目选址四川彭山经开区,计划总投资约100亿元,是彭山区继杉杉锂电项目后的第二个百亿级工业项目。项目签约落户,有助于我市锂电产业集群成链发展,对打造千亿级锂电产业集群,加快构建“1+3”现代工业体系具备极其重大意义。 胡元坤在讲话中代表市委、市政府对项目的成功签

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  安全性解析 /

  电池产业格局还会有更多的变数,我们应该的,仅仅是“于无声处听惊雷”而已。 对于动力电池来说,2022年是荣耀、反客为主的一年。荣耀到广汽集团董事长曾庆洪都发飙,电池占了整车成本40~60%,“那我现在不是在给宁德时代打工吗?” 电池成本之所以如此高,主要是新能源路线中,电池是动力和续航能力的来源。所以,2022年一个最大的奇景和疑问就是,转型新能源赛道如此彻底的众多企业,在政策、补贴都加持到位的情况下,为什么都挣不到钱? 动力电池所代表的供应链无疑是部分答案所在。根据韩国市场研究机构SNE Research于1月4日公布的数据,2022年1~11月,全球电动汽车电池装机量为446GWh,同比增长74.7%,继续保持了自

  :“反客为主”的2022 /

  据报道,随着未来几年锂电池需求量的增加,不少锂矿企业已经赶在电动汽车销售激增之前争相提高产能,但有分析师认为目前的准备工作可能不足以满足电动汽车市场的需求,这可能会引起锂矿价格飙升。下面就随汽车电子小编共同来了解一下相关联的内容吧。 据媒体消息,分析师指出,一些锂矿床在大多数情况下要数年或更长时间才能适应产量的大幅度增长,这将需要数十亿美元的资金支持,而这些资金部分来源于长期的供应合同。 某市场研究公司罗斯基尔(Roskill)表示,到2025年,碳酸锂的需求量将从今年的22.7万吨增加到78.5万吨。尽管在努力提高锂矿产量,但分析预计,到2025年每年仍会有2.6万吨的供应缺口。 电动汽车的火爆,导致动力电池供不应求 据某机构的说法

  供不应求 /

  新能源汽车与传统燃油汽车最大的区别是用 动力电池 作为动力驱动,而作为衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带, BMS 电池管理系统 的重要性不言而喻,BMS是动力电池组的核心技术,小部件蕴含大智慧,也是整车企业最为关注的环节。   BMS属于动力电池系统的一部分,总的来说,BMS负责管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的常规使用的寿命,监控电池的状态。     目前,在全球BMS市场中亚太地区占据着最大市场占有率,据预测,伴随着新能源近年来的发展,未来几年全球BMS市场规模将继续扩大。       市场热度如此之高,成本控制显得十分重要。电池系统的成本构成中,电池组占据了大部,约67%,而BMS系统则占据了第

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