新能源汽車的性能由動力電池、驅動電機和電機控制器組成的“三電”核心部件決定,也就行業(yè)人士所俗稱的“大三電”。其中驅動電機是新能源汽車的動力來源,相當于燃油車的發(fā)動機;電機控制器指控制驅動電機的裝置。
新能源汽車電機的概述
驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一,相比傳統(tǒng)工業(yè)電機,新能源汽車驅動電機有更高的技術要求。和普通電機一樣,新能源驅動電機主要由定子、轉子、機械結構三大部分組成。由于安裝空間狹小、工作環(huán)境惡劣,并且振動大、沖擊大、腐蝕嚴重、高溫高濕等特殊原因,新能源驅動電機需要具有高密度、體積小、高功率、高扭矩、可靠性、耐久性和成本低等特點。
隨著新能源汽車在國內的高歌猛進,新能源汽車電機的增速也非常高。預計未來幾年隨著新能源汽車產銷的持續(xù)增長,電機市場將呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。2016年中國新能源汽車驅動電機銷量55.9萬臺,預計到2020年市場空間將突破980億元。
未來幾年,新能源乘用車電機的比例將呈現(xiàn)上升態(tài)勢,預計到2020年,新能源乘用車用電機占比達到47.4%,新能源客車用電機占比達到42.7%,專用車用電機占比10%。
新能源汽車驅動系統(tǒng)成本占比:
新能源汽車電機類型
新能源汽車電機類型主要有四種:直流電機、交流異步電機、永磁無刷電機(包括永磁同步電機)和開關磁阻電機。
永磁同步電機由于效率高、功率密度高和體積小等優(yōu)點占據(jù)國內電機市場最大份額,主要應用于乘用車領域。
交流異步電機由于其較低的成本以及簡單的結構相對更簡單、控制技術也相對成熟,但其尺寸較大,重量較重等缺點都在一定程度上制約了其廣泛應用,主要應用在新能源客車和部分乘用車。
開關磁阻電機結構簡單可靠、系統(tǒng)成本低是其主要優(yōu)點。但由于開關磁阻電機有轉矩波動大、噪音大、系統(tǒng)非線性特等缺點,所以目前應用還受到限制,主要應用于新能源客車領域。
新能源汽車電機類型:三個研發(fā)方向
電機永磁化符合電機驅動系統(tǒng)高效率的需要,永磁電機具有效率高、比功率大、功率因數(shù)高、可靠性高和便于維護等優(yōu)點,近年來美、歐開發(fā)的電動汽車多采用交流感應電機,日本和中國則多采用永磁電機;
數(shù)字化不僅包括驅動控制的數(shù)字化、驅動到數(shù)控系統(tǒng)接口的數(shù)字化,而且還應該包括測量單元數(shù)字化;
系統(tǒng)集成化符合電機驅動系統(tǒng)降低成本的需要。電機驅動系統(tǒng)的集成化包括機電集成和控制模塊集成,機電集成主要是使車用電機與汽車發(fā)動機或變速箱集成的方向發(fā)展,控制模塊集成主要是指將開關器件、電路、控制、傳感器、電源和無源器件都集成到標準的模塊中構成電力電子組件,不過在可靠性方面還有待提高。
驅動電機系統(tǒng)是電動汽車的核心,未來我國電動汽車用驅動電機系統(tǒng)將朝著永磁化、數(shù)字化和集成化方向發(fā)展。
新能源汽車電機合作形態(tài):三分天下
目前,全球新能源汽車驅動電機市場由整車廠、傳統(tǒng)汽車零部件企業(yè)以及專業(yè)電機企業(yè)三分天下,其中國內新能源汽車驅動電機市場中專業(yè)電機企業(yè)占據(jù)了最大的市場份額。例如大洋電機、南車時代、尤奈特、上海大郡、精進電動等。
2016年新能源車電機類型市場占比
國內主要新能源汽車電機供應商及其配套客戶
電機的分布方式有多種,在新能源百家講壇中電機電控系列課件中有提到。
其實在在新能源車型的驅動技術中,還有一類驅動方式有著很大的值得關注,那就是輪轂電機技術。輪轂電機技術又稱車輪內裝電機技術,它最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內。因此大大簡化了電動車輛的機械部分,騰出了更大空間,于是采用輪轂電機或許成為未來最終極驅動形式。
新能源電機市場初步解析:相對于動力電池動輒數(shù)十億的投入不同,電機投入相對較少。借著國內新能源汽車發(fā)展的東風,國內的廠商發(fā)展很快,借用國內某位大咖來講:國內的電機技術與國外是有一定的距離,但已經無代差了;當然,國外巨頭積極布局國內市場并積極尋找國內的合作伙伴,國外巨頭麥格納牽手華域便是佐證。