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)。
电动化是未来汽车的发展的新趋势,现阶段 新能源 汽车的占比高歌猛进,零部件等技术也已逐渐成熟,制约整车成本的只剩下 动力电池 这一座大山,新能源汽车特别是纯电动汽车多久才能普及,将以动力电池何时大规模商业化为前提。而现阶段动力电池目标很明确,提高续航能力、增加安全性,又要减少相关成本物美价廉。 综合技术、成本和商业化等因素,固态电池被推上风口,成为下一代电池的主要研发方向。众所周知,相比传统锂电池,固态电池的差异在于电解质固态化,固态电池具有单位体积内的包含的能量高、安全性好等优势。 传统液态锂电池被科学家们称为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两级,中间为液态电解质,锂离子在摇椅的两端来回奔跑,在从正极到负极再到正极的过程中,电
今年3月12日,宁德时代新能源科技有限公司(以下简称“宁德时代”,A17325.SZ)更新招股说明书,该公司表示,宁德时代2017年电池销量达到11.8GWh,超越松下的10GWh年销量,成为全世界销量排行第一的动力电池企业。2015年和2016年,宁德时代已经连续进入全球动力电池企业销量排行前三名。 这得益于中国在2016-2017年这两年快速崛起的新能源汽车产业大热。 此前,2017年11月3日,宁德时代首次提交招股书,计划登陆A股创业板。招股书显示,宁德时代此次发行股份不超过2.17亿股,募集资金131.2亿元。发行后总股本为21.7亿股,新股占发行后总股本的比例不低于10%。这也代表着,一旦顺利IPO,宁德时代总市值
6月5日,来自韩国市场研究机构SNEResearch公布的多个方面数据显示,2023年1-4月,全球 电动汽车 (EV、PHEV、HEV) 动力电池 装车总量约为182.5GWh,同比增长49.0%。 图片来自:SNEResearch 韩国的研究机构,最为关注的是韩国的动力 电池 企业。如上图标黄的部分,TOP10中的三家韩国企业LG新能源、SK On、三星SDI分列第三、第五、第七位,其2022年同期的市场占有率合计为26.3%,但目前下滑至23.4%。 即韩国三家动力电池企业的市场占有率,下滑了2.9个百分点,这比1-4月 国轩高科 的全球动力电池市场占有率(2.4%)还多。 具体看来,LG新能源的市场占有率保持在14
装车量TOP10出炉! /
近日,内蒙古稀奥科镍氢动力电池有限公司为美国某品牌混合动力汽车提供200组D型镍氢动力电池,替代了日本同类型电池,标志着稀奥科镍氢动力电池有限公司开启了美国市场,明年将为美国提供6000组D型镍氢动力电池。 内蒙古稀奥科镍氢动力电池有限公司生产线是引进美国ECD-OBC电池公司的技术及装备,但是多年来在产能、合格率及产品性能等方面存在较多问题,不能够满足用户的要求。市科技局将该生产线的技术改造作为重点项目,进行国际招标,实施技术改造并给予500万元经费支持。重新投入正式生产以来,镍氢动力电池合格率大幅提高。
9月7日,在2022第四届全球 新能源 与智能汽车供应链创新大会上,中国科学院物理研究所研究员黄学杰表示,第二代大家都知道磷酸铁锂和三元是目前的主流动力电池,高水平发展要升级,我会讲铁锂电池的升级型,即5V的尖晶石型镍锰酸锂电池,还有三元的升级型、1000Wh/L的高密度高端动力电池。 以下是中国科学院物理研究所研究员黄学杰的演讲实录: 感谢中国 电动汽车 百人会的邀请,有机会在这儿来和大家伙儿一起来分享基于材料革新的下一代动力电池的情况,因为这是一个命题报告,我将会根据相关要求把这个下一代电池观点跟大家伙儿一起来分享。 主要是介绍第三代电池是什么,第二代大家都知道磷酸铁锂和三元是目前的主流动力电池,高水平发展要升级,我会讲铁锂电
在2017年汽车红皮书报道中,我们大家可以清晰地知道新能源汽车技术路线图被首次导入了报告中,证明了我国对新能源汽车发展的重要关注。其中也揭示了未来汽车领域的7大关键技术领域。 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
获悉,德国弗劳恩霍夫协会的研究人员研发了一种新型测试环境,将物理组件与车辆的数学仿真相结合,可在真实条件下测试电动汽车电池。 电动汽车电池通常称为动力电池,是电动汽车的核心部件。将充电站提供的能量存储起来,并按需提供电力是电池性能方程起作用的一种。另一种是在应对急转弯、在布满坑洞的碎石路面上弹跳以及在酷暑中驾驶汽车时,电池需要抵抗电力、机械和热应力带来的磨损。因此,新型电池系统必须先经过各种测试,才能被安装在车辆上。 不过,传统的实验室测试与现实情况相差甚远,真实世界的试验必须等到工程师们生产出可供驾驶的原型车之后才能进行。如果在后期,电池出现之前没被发现的问题,就在大多数情况下要花费大量的时间和金钱改进电池。 德国弗
对不少正在观望还没有出手购买纯 电动车 的消费者来说,除了 充电 和 续航 焦虑,更换 动力电池 高昂的费用,恐怕也会成为他们没勇气选择纯电动车的重要一个原因。 确实,对于一辆纯电动车来说动力 电池 应该算是整车成本最高的零部件了。这也是怎么回事你能看到很多的新闻,一旦 电动汽车 电池发生故障后更换的费用可以用“天价”来形容。 更有甚者,有个别品牌的车型更换电池的费用甚至已经跟买一辆新车的价格差不多了。正常来说,动力电池的成本应该会占到整车成本的30%左右。 也正是因为动力电池成本高,也让国内众多的动力电池供应商赚的盆满钵满。 作为国内乃至全球的动力电池供应商, 宁德时代 其实成立的时间并不算长,是在2011年诞生
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