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各类新能源电机优劣对比分析

发布时间:2024-01-08 10:35:02 | 作者: 半岛在线登录官网


  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)。

  虽然宁德时代目前的处境,仍可用一家独大所形容,但是后续结果究竟如何?是否会遭到更加严峻的冲击?一切都还不好说。 平心而论,进入2021年以后,宁德时代已确定进入到相对平稳的发展阶段。根据韩国行业调查研究机构SNE Research发布的多个方面数据显示,今年3月,全球动力电池装机量为22.1GWh,同比增长157.8%。而整个一季度,全球动力电池装机量达到48GWh,同比增长了128.6%。 其中,排名前十的企业分别为宁德时代、LG 新能源 、松下、比亚迪、三星SDI、SKI、中航锂电、国轩高科、AESC和PEVE,10家企业合计市场占有率达到94%。具体来看,表现最为亮眼的宁德时代,一季度动力电池装机量达到15.1 GWh,同比增

  装机量:宁德时代仍一家独大 /

  中国近几年在 动力电池 领域发展迅猛。多个方面数据显示,2016年全球 动力电池 企业销量排名前十名的企业,有七家来自中国。预计到2020年中国在全球电池市场所占的份额将超过70%。下面就随电源管理小编共同来了解一下相关联的内容吧。 中国 动力电池 虽然在全球占据着较大的市场占有率,市场也呈现出增长趋势,但国内动力电池企业“虽大不强”。对比国外企业,国外动力电池产品基于自动化生产线,电池的一致性较好;而国内大多数动力电池产品,电池规格、尺寸等各不相同,生产线为半自动甚至手动生产线,电池的一致性较差。国内动力电池产品在产品的安全性、可靠性、电池使用寿命等与国外动力电池产品存在比较大差距。 今年年初以来,各国陆续出台一系列针对电池及相关产品

  十年河东,十年河西。 。 十年前,整个动力电池江湖基本都还在日韩等外资厂商的统治之下。 如今,前十的动力电池企业中,中国企业占据多达6席。 动力电池TOP10中国企业占6席 根据韩国电池市场研究机构SNE Research于1月4日披露的多个方面数据显示,由于中国动力电池企业的强势增长,2022年1-11月,LG、SK Innovation和三星SDI三家韩国动力电池制造商的全球市场占有率仅剩23.1%,较上年同期下降7.4个百分点。 与此同时,宁德时代、比亚迪和中航锂电三家排名靠前的中国企业合计占全球市场占有率的54.7%,比上年同期增长11个百分点。 而在排名前十的动力电池企业中,中国企业占据多达6席,合计市场

  全球份额,中国三强超五成 /

  近日《湖南省先进储能材料及动力电池产业链三年行动计划(2021-2023年)》正式印发。 依托骨干企业、高校和科研院所,围绕前驱体及原料、锂离子电池材料、镍氢电池材料、 氢能源电池材料 、石墨烯电池材料、电解液、隔膜、动力与储能电池、电动汽车动力系统、废旧电池及储能材料的资源化和循环利用等方面布局新建一批高水平的工程(技术)研究中心、工程(重点)实验室、企业技术中心。 对氢燃料电池、加氢站、氢燃料电池汽车、储能电站等走在市场前端的示范应用项目给予重点支持。 以下为原文 湖南省先进储能材料及动力电池产业链三年行动计划(2021-2023年) 根据《关于逐步提升工业新兴优势产业链现代化水平

  9月,得益于国内新能源车销量的大幅度的提高,国内动力电池装车量也随之高涨。 宁德时代 以15GWh的装车量和47.85%的市场占有率,遥遥领先独占鳌头,紧随其后的是 比亚迪 和中创新航。受益于特斯拉9月销量的大涨,LG新能源重回前五,受累于奇瑞和 长城 汽车等车型销量的下降,捷威动力排名跌落前十。 根据中国汽车动力电池产业创新联盟(简称“ 电池 联盟”)发布的数据,9月,我国动力电池装车量31.6GWh,同比增长101.6%,环比增长14.0%,创历史上最新的记录。1-9月,我国动力电池累计装车量193.7GWh,累计同比增长110.5%。 宁德时代稳居冠军 LG新能源重回前五 得益于长安、 吉利 、问界、 特斯拉 等车型的热销

  重回前五 捷威动力跌落前十 /

  5月22日晚间,珠海冠宇公告称,公司控股子公司浙江冠宇拟在四川省德阳市设立项目公司,投资建设动力电池生产项目,一期总投资额不超过103亿元,达产后产能达25GWh。 公告显示,依据公司与德阳高新技术产业开发区管理委员会达成的整体合作意向,动力电池生产项目分两期建设。 一期总投资额不超过103亿元,项目规划建设十条动力及储能电池生产线,包括生产厂房、办公楼、研究院、食堂宿舍以及配套设施,达产后产能达25GWh。土地摘牌后,须一年内动工建设,力争半年内开工建设,开工后42个月内全部建成投产。 珠海冠宇表示,本次投资是基于浙江冠宇的发展的策略需要,有利于扩大公司动力及储能电池业务规模,抓住市场发展机遇,提升公司市场竞争力

  生产项目 /

  近期,动力电池原材料市场行情报价涨势明显,行业呈现出诸多全新特点。 1. 原材料发展现状分析 1.1 发展背景:动力电池装车量不断的提高,带动锂电材料需求量进一步增长 动力电池市场需求持续增长,将进一步带动锂电材料需求量的增长,2021年上半年,我国动力电池装车量累计52.5GWh,同比累计上升200.3%。传统锂电池原材料主要有正极材料、负极材料、隔膜、电解液以及其它辅材。其中,正极材料主要由碳酸锂和前驱体材料构成,在锂电池成本中占比最大。 图1 2020~2021年月度动力电池装车量(GWh) 数据来源:中国汽车动力电池产业创新联盟 1.2 发展现状:四大材料发展状况 正极材料:正极材料短期铁锂强势复苏,长期三元高

  原材料市场发展分析 /

  为了争夺全球新能源的定价权与主导权, 动力电池 江湖的激烈博弈与全面竞争正在席卷全球。 十多天前,即12月1日,美国能源部(DEPARTMENT OF ENERGY,DOE)发布了关于 “敏感外国实体(Foreign Entity of Concern,F EOC )” 的解释文件,再次引起动力电池江湖舆论,甚至产业震动。 实际上,本次DOE发布的FEOC解释旨在落实此前IRA法案(the Inflation Reduction Act)的有关要求。文件中提到,如果某实体被中国、俄罗斯、朝鲜、伊朗(后称 “四国” )所有、控制或受其管辖,则该实体被认定为FEOC;从2024年开始,美国市场符合税收抵免的 电动车 不得包含任

  战争席卷全球 /

  GBT 31485-2015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法.PDF

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