各类新能源电机优劣对比分析
来源:永磁同步电机    发布时间:2023-11-22 14:32:38

  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)。

  车停着停着、电充着就就“自然而燃”了,针刺能解燃眉之急? 纯电动汽车怎么这么火爆?动不动就冒烟、自燃甚至爆炸?事实上,没有主机厂敢不在电动汽车上搭载 BMS(电池管理系统);那么,有了监控电池状态的 BMS 为什么还是不能制服电动汽车的火爆脾气,避免或减少这些事故呢? 近日,比亚迪股份董事长王传福呼吁将电池针刺实验纳入国家强制标准,但是,令人疑惑的是,出现发热自燃等事故的电动汽车都是在路上跑着因外界的力的作用所致吗?更多不都是在静止的情况下发生?车停在那里或者是在充电,并没有刺穿,也没有碰撞,不也就烧起来了?好在大多数都是在车里无人的情况下发生的。 1.自燃原因虽多,八九不离电池 燃烧的最重要条件就是温度。夏天高温,纯

  “目前我们有几款产品的交付比较紧张,国庆节只放一天假,加班加点的催产和补产,实现用户的需求。”在日前举办的蜂巢能源第二届媒体日上,蜂巢能源董事长兼CEO杨红新如是说道。 依托于“短刀+飞叠”高效率、高品质的产品矩阵,再加上在 产能 部署上的前瞻卡位,蜂巢能源在动力电池业务方面已获得了众多车企的认可。 据了解,今年以来,蜂巢能源已陆续供货理想L7、吉利银河L7/L6、东风岚图追光/梦想家、哈弗猛龙/枭龙等畅销车型。其中,在PHEV(含增程式)领域,蜂巢能源的表现尤为亮眼。 从工信部发布的车型公告看,6月以来,蜂巢能源配套的插混车型已接近20款,已经深度进入主流车企的供应链。 图片来自:蜂巢能源 飞叠释放产能

  企业赢麻了 /

  工业与信息化部官网发布文件称,“自2019年6月21日起废止《汽车动力蓄电池行业规范条件》(工业与信息化部公告2015年第22号),第一、第二、第三、第四批符合规范条件企业目录同时废止”。 2015年3月24日 , 为贯彻落实《国务院关于印发节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)的通知》,根据《国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》要求,引导和规范汽车动力蓄电池行业健康发展,工信部制定了《汽车动力蓄电池行业规范条件》,自2015年5月1日起,企业按照《规范条件》要求,通过“汽车动力蓄电池生产企业管理系统”进行在线申报。 在售的新能源汽车只有搭载了合乎条件、进入“白名单”目录的动力电池,才能享受新能

  电动汽车 的安全性,尤其是动力电池的安全性,一直以来都是消费的人关注的重点。作为电动车动力电池系统的“大脑”,动力电池管理系统(BMS)的设计和性能直接影响电动汽车的使用和安全,产品应通过 EMC 测试,对于使用中有几率存在的过载、短路、浪涌、静电等具有完善的保护功能。BMS开发和生产应符合ISO26262标准,其设计方法、安全技术、测试方法和要达到的技术指标的要求很严格。 常规BMS系统框图如图1所示,主要由主控单元、从控单元、信息采集单元、信息传输及显示单元等组成。在硬件设计过程中,为达成产品的高可靠性和安全性,在各功能区要选择P PTC 、FUSE等被动保护器件以保护 电子 电路 在复杂电磁环境中的功能和安全。

  中国动力电池企业宁德时代正在国际市场上攻城略地。 日前,在北京车展上,日产宣布透露未来五年将向中国市场投放20款电动化车型,其中东风日产第一款国产纯电动车型是轩逸·纯电SYLPHY Zero Emission,而这款纯电动版的车型将采用宁德时代的电池。 继日产汽车之后,国际汽车品牌戴姆勒也宣布,戴姆勒集团已和宁德时代签订了合同,后者正式成为戴姆勒的电池供应商。 事实上,除了上述车企之外,宁德时代还与英国豪华汽车公司捷豹路虎和拜腾汽车签署了战略合作意向书,双方将积极探索未来汽车电池技术领域的深度合作,一同研究与开发汽车动力电池技术。 客观来看,宁德时代已经在国际动力电池市场上迈开步伐加快速度进行发展,这将有利于巩固其在国内外

  电动汽车的动力电池衰减分为两种:动力电池循环使用导致的衰减和低温度的环境动力电池的衰减现象。前者是动力电池的常规使用的寿命即将达到的表现,后者是动力电池低温度的环境下的工作表现。这两者对于电动汽车的影响是非常大的。动力电池是电动汽车的动力之源,衰减后,动力电池的存电量和充电效率都会受到直接影响。表现在电动汽车身上就是续航里程下降,充电速度变慢。电动汽车的正常使用将受大特别大的影响,下面就来详细看看这两种衰减的情况。 随着循环使用次数的增加,动力电池就会出现衰减。衰减到某些特定的程度,动力电池的性能就会下降很多,一般就要换掉了。现在的更换标准是:动力电池性能衰减到原车的80%。 目前主流的磷酸铁锂电池和三元锂电池衰减到80%的更换标准使用次数:磷酸铁

  当下全世界内能源的紧张、环境的恶化等使得各国对于低碳经济的发展需求显得日益迫切,新能源汽车兼顾节能与环保成为主要赛道之一。目前新能源汽车的主要痛点集中于用户的续航焦虑,充电的快慢等方面。同等条件下, 800V高电压平台相对400V平台具有充电快、减重、节约空间、降低功率损耗等优点。典型的像保时捷Taycon Turbo S,其最大充电功率可达350kW,可以在22.5分钟内把容量93.4kWh的动力电池从5%充到80%。因此,新能源汽车高压化是技术趋势之一。 新能源汽车驱动电机的供电方式如图1,电池的直流电压输入到逆变器,逆变器将直流电压转换成交流电压后输入到驱动电机。SiC功率器件在耐压、开关频率、损耗等多维度的性能优于硅

  高电压耐久性分析 /

  10月的国内动力电池数据已发布。 10月数据 我们的角度来看看力电池产量、装车量和出口量的关键数据先来综观十月的数据,关注本月关键的动力电池和储能电池生产、装配以及出口情况: ● 动力电池产量和储能电池产量合计77.3GWh,这个数据没有拆分,根据销量预估在这里储能有12.1GWh,动力电池预估65.2GWh ● 动力电池装车量:39.2GWh ● 电池总出口量:14.5GWh,其中储能3.1GWh,动力11.5GWh ● 产量方面: ◎ 动力和储能电池产量:77.3GWh,环比下降0.1%,同比增长23.2% 芝能观察: 2023年10月,动力电池产量没有披露,在这里只可以通过10月动

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