各类新能源电机优劣对比分析
来源:变频驱动永磁同步电动机    发布时间:2023-10-20 13:18:42

  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)。

  据德国《经济新闻报》报道,中国宁德时代欧洲区总裁马蒂亚斯-岑特格拉夫近日在德国波鸿举行的汽车研讨会上宣布,宁德时代计划将德国工厂的产能从原计划的2022年14Gwh提升至2026年100Gwh。届时,宁德时代的德国工厂将成为全世界最大的电池生产基地。 (宁德时代全球布局图) 宁德时代德国工厂是其进军全球的重要一环,而宁德时代大幅扩增产能的背后是则欧洲电动市场的快速崛起,到2020年几乎每家汽车制造商都将至少有一款 电动车 型上市。而仅宝马一家在去年7月与宁德时代签下的订单就高达40亿欧元,其中有15亿欧元的订单将来自新建的德国工厂。 事实上,宁德时代大幅扩产只是欧洲动力电池产业崛起的一个缩影。LG、三星SDI,SK等国际电池巨头

  迎井喷 /

  随着新能源电动汽车产业的迅猛发展,充电安全技术逐渐重要。 车载充电机(On-Board Charger;OBC)作为新能源汽车交流充电的关键组成部分,其市场规模随着新能源汽车市场的迅速增加而扩大。 多个方面数据显示,2022年我们国家新能源汽车销量为688.7万辆,新能源汽车OBC市场规模约为179亿元,到2025年全球OBC市场将达到660亿元,潜力巨大。 OBC市场空间 新能源汽车按充电方式可分为混合动力电动汽车(HEV)、插电式混合动力电动汽车(PHEV)、增程式混合动力电动汽车(EREV)、电池驱动的纯电动汽车(BEV)、氢燃料电池的纯电动汽车(FCEV)。 其中PHEV、EREV和BEV都一定要通过外部充电,所以这类车辆都需

  5月8日,韩国LG化学、浙江华友钴业公司与无锡高新区签署合作协议,汽车动力电池正极材料项目正式落户。省委常委、市委书记李小敏会见了LG集团副会长、LG化学株式会社CEO朴镇洙一行,并出席签约仪式。副市长、高新区党工委书记王进健参加相关活动。 李小敏对项目的签约表示祝贺,并用三句话概括了此次合作的意义。一是“高度契合”。当前无锡正加快构建以新兴起的产业为先导、先进制造业为主体、现代服务业为支撑的现代产业高质量发展体系,新能源汽车产业是重点发展的战略性新兴起的产业,该项目与无锡产业高质量发展战略高度契合。二是“强强联手”。此次合作的三方中,LG化学是LG旗下四大核心主力公司之一,抢占了新能源汽车动力电池的世界“制高点”;浙江华友钴业是

  11月20日-21日,由车云网主办,电动邦协办的“2019中国安全产业大会暨第三届交通安全产业峰会”在广东省佛山市召开。本次峰会以“安全出行 智享未来“为主题,下设新能源汽车安全专场、新技术安全专场以及智慧交通安全专场三大分会场。来自产、学、研等和出行安全相关的企业代表齐聚佛山,一同探讨新四化背景下汽车行业产生的安全新问题。峰会期间,瑞塔菲尔电池首席运营官顾国洪发表了主题为《基于安全的车规级动力电池企业标准动力电池热失控预警及防护技术探讨研究》的演讲。 以下为演讲实录: 感谢会议邀请我来做这个演讲,我演讲的题目是《基于安全的车规级动力电池企业标准》,当时为什么提车规级动力电池标准,因为前几年好多车都不断的烧,各种各样的安全问题

  企业标准 /

  除了宁德时代和弗迪两家巨头之外,在盘点其他中国的 动力电池 企业的时候,可以从总的来看。国内的动力电池供应关系有其特殊性。2015-2020年,宁德时代抓住了扩产机会,为车企提供了电池供应。但是从2021年-2022年,电池的稳定供应,是靠车企到宁王府上去盯的,且价格呢,也是很难谈的,付款条件和合作方式也是让车企第一次感受到了时过境迁。因此从2021年开始,我们能看到国内的自主车企和部分全球车企,与电池企业的关系逐渐从单一转向多元,即除主供外,还引入了二供、三供。 二线动力电池厂基本能分为几类: ◎从消费锂电跨界而来,典型的是亿纬锂能、欣旺达。 ◎从车企孵化和拆分出来的电池事业部,典型的是蜂巢能源,后面还有逐步走出

  企业 /

  新能源汽车补贴退坡政策实施之后,动力电池市场将洗牌的声音不时泛起。最近几年,有些企业攻城拔寨,不断与各大整车企业签订配套合同,有些企业则持续走下坡路,最终从市场上销声匿迹。在这一淘汰赛中,我国动力电池市场如今又呈现了怎样的发展形态趋势? 9月19月,由中国汽车技术研究中心有限公司(以下简称“中汽中心”)与南京市溧水区人民政府共同主办的中国新能源汽车动力电池产业高质量发展论坛召开,同期发布了由中汽中心与大连松下汽车能源有限公司共同主编的《动力电池蓝皮书》(2019)(以下简称《蓝皮书》),《蓝皮书》全面揭示了进入洗牌期后我国动力电池的市场状况:产业集中度逐步的提升,市场向头部企业靠拢。而在多位与会嘉宾看来,安全因素成为动力电池市场洗牌的一个

  这两日的全球新能源汽车市场可谓是风起云涌, 比亚迪 在美国加州兰卡斯特建设工厂,进一步扩张美国业务;苹果正在不动声色的全面铺开造车计划,秘密联手 宁德时代 ,正在进行一项基于保密协议的新能源汽车 动力电池 项目。   苹果秘密联手宁德时代研发动力电池     据媒体报道,苹果与宁德时代新能源(CATL)正在进行一项基于保密协议的新能源汽车动力电池项目合作。   其实苹果与宁德时代合作并不意外,两家企业彼此并不陌生。ATL(新能源科技有限公司)是苹果数码电池的主要供应商,而宁德时代则是由母公司ATL动力电池事业部分拆出来,于2011年独立而成的动力电池制造企业。加之联系到苹果造车计划的加速推进,两者的合作反而顺理成章。   与宁德

  一、前言 自锂离子电池诞生开始,安全性便一直是限制其使用场景的重要问题。早在1987年,加拿大公司Moli Energy基于金属锂负极和MoS2正极推出了第一款商业化的金属锂电池,该款电池在1989年春末发生了多起爆炸事件,直接引发了公司破产,也促使行业转向发展更稳定地使用插层化合物作为负极的锂离子电池。 锂离子电池进入消费电子领域后,多次出现了因电池火灾隐患而开展的大规模召回计划,2016年韩国三星公司的Note7手机在全球发生多起火灾和爆炸事故,除了引起全球性的召回计划外,“锂电池安全性”再次成为广受关注的社会话题。 在电动交通领域,动力电池的安全性事故伴随着新能源汽车销售量的提升逐渐增加,据统计,中国在2021年有报

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