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行业新闻

新能源汽车驱动电机成长示状及趋向阐发

作者:admin 发布时间:2018-08-28 03:38

  【威帅车市 电动车费讯】按照中汽协发布的产销数据,2017 年我国新能源汽车产销别离为 79.4 万辆和 77.7 万辆,同比增加别离为 53.8% 和 53.3%,产销量持续三年位居全球第一。新能源汽车的快速成长给驱动电机带来了庞大的成长机缘,电机手艺的成长成为行业关心的热点。

  目前驱动电机次要分为直流电机、交换电机及轮毂电机等;此中,直流和交换电机又可进一步划分。目前行业对交换异步电机、永磁同步电机及开关磁阻电机关心度较高。通过对常见的几种电机进行比力阐发可知(见表 1),永磁同步电机具无效率高、新疆时时彩转速范畴宽、体积小、分量轻、功率密度大、成本低等长处,成为纯电动乘用车市场的次要驱动电机。

  从行业配套来看,新能源乘用车次要利用的是交换感应电机和永磁同步电机。此中,永磁同步电机利用较多,因其转速区间和效率都相对较高,可是需要利用高贵的系统永磁材料钕铁硼;部门欧美车系采用交换感应电机,次要由于稀土资本匮乏,同时出于降低电机成本考虑,其劣势次要是转速区间小,效率低,需要机能更高的调速器以婚配机能。

  跟着新能源汽车市场的迅猛成长,驱动电机市场空间潜力庞大,吸引了浩繁企业和本钱的进入。国表里典型驱动电机企业的永磁同步电机产物环境如表 2 所示。全体来看,我国驱动电机取得较猛进展,曾经自主开辟出满足各类新能源汽车需求的产物,部门次要机能目标已达到不异功率品级的国际先辈程度。可是在峰值转速、功率密度及效率方面与国外仍具有必然的差距

  峰值转速是驱动电机的主要目标,也是目前国内驱动电机较之国外电机差距最为较着的目标。国内绝大部门永磁同步电机的峰值转速在 10000 rpm 以下,而国外根基在10000 rpm 以上。

  虽然国内电机在功率方面根基可以或许达到国际程度,可是在同功率前提下具有分量劣势,因而功率密度较之国际程度具有较大差距。目前,国内的永磁同步电机功率密度多处于 1~2 kw/kg 区间内,与 2020 年 3.5 kw/kg 的方针值具有较大差距。

  在电机效率方面,国内电机的最高效率均达到 94%~96%,已达到西门子、Remy 等企业的程度。可是在高效区面积方面,如系统效率大于 80% 的区域占例如面尚具有必然差距。我国电机的高效区面积占比集中在 70%~75%,而国外电机根基达到 80%。

  电机的冷却体例曾经从天然冷却逐渐成长为水冷,目前国内电机企业采用水冷为主,国外先辈的电机企业曾经成长到油冷电机。国内部门电机企业也研发出油冷电机,如精进等,使电机的冷却效率获得进一步提拔。

  当前因纯电动乘用车以永磁同步电机为次要手艺路线,故若何进一步提拔其机能成为行业重点问题。目前,永磁同步电机面对以下几方面的手艺难点:

  功率的提拔有两种路子,一种是提高扭矩,另一种是提高转速。前者次要问题是过载电流加大,形成发烧量高,给散热形成较大压力;后者是高速时铁磁损耗大,需采用高机能低饱和硅钢片,从而使成本提高;或采用复杂的转子布局,但影响功率密度。

  永磁材料也是限制永磁同步电机机能提拔的主要要素,目前常用的永磁材料钕铁硼次要具有温度不变性差、不成逆丧失和温度系数较高以及高温下磁机能丧失严峻等错误谬误,从而影响电机机能。

  永磁同步电机在出产工艺方面的难点是限制大规模配套乘用车的主要要素。由于永磁同步电机出产企业缺乏财产化的堆集,国内企业出产不良率较高,无法达到乘用车企业的不良率要求,新能源汽车驱动系统特别是跟着纯电动乘用车市场规模的扩大,十万级的年产量给永磁同步电机带来了庞大的挑战。

  轮毂电机最早于 1900 年由保时捷搭载到纯电动汽车上,颠末 100 多年的成长,不只浩繁美系、日系主机厂添加对轮毂电机的开辟,电机公司(如英国 Protean 公司、法国 TM4 公司等)和轮胎企业(米其林公司、普利司通公司)也开辟出轮毂电机产物。国内方面,万安科技与英国 Protean 合伙、亚太股份与斯洛文尼亚轮毂电机公司合伙开辟轮毂电机产物。国表里次要轮毂电机产物及其参数如表 3 所示。

  从全体来看,永磁同步电机在轮毂电机上使用较为普遍。近年来,国表里的整车及零部件企业进行了良多轮毂电机驱动纯电动和夹杂动力乘用车的测验考试,经比力可知轮毂电机的优错误谬误如表 4 所示。

  轮毂电机在机能上面对的次要问题是簧下质量的提拔对舒服性和操控性的影响;与轮毂集成后的散热问题和制动能量收受接管问题,以及随之而来的防震、防水和防尘等。次要提拔的手艺手段及对策如表 5 所示。

  分歧的行业主体对轮毂电机的立场分歧形成轮毂电机的成长前景并不抱负。新能源主机厂对轮毂电机以观望为主,保守的电机企业尚未对轮毂电机进行开辟和规划,仅靠部门合伙的电机企业对轮毂电机的推进,从而缺乏成熟量产车的支持,同时轮毂电机的高成本和系统复杂度尚未处理,显著限制着轮毂电机在新能源乘用车范畴的成长,详见表 6。

  通过以上阐发并连系市场调研能够看出,在将来几年的纯电动乘用车市场上,永磁同步电机仍将占领支流,交换异步电机的配套将逐年萎缩。跟着轮毂电机手艺的逐渐成熟和成本的下探,其在纯电动乘用车市场的配套量会有必然的增加;而开关磁阻电机受限于体积和噪声问题,短时间内使用到乘用车的可能性较小。

  按照《节能与新能源汽车手艺路线图》阐发,驱动电机的成长路线 所示。总体上看,驱动电机的次要趋向包含以下几个方面:集成化——涵盖电力电子节制器的集成和机电耦合的集成;高效化——提高功率密度并降低成本;智能化和数字化——与节制器共同不竭提拔驱动系统的机能。

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