各类新能源电机优劣对比分析
来源:安博电竞网上官网 发布时间:2023-10-04 18:28:14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)。
2019年度诺贝尔化学奖授予了美国科学家约翰·古迪纳夫、英国科学家斯坦利·惠廷厄姆以及日本科学家吉野彰,以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。 受能源技术变革以及新兴科技的带动,近年来全球锂离子电池产量进入快速发展阶段,被广泛应用于手机、笔记本电脑和电动汽车等各个领域,并可以储存太阳能和风能,使无化石燃料社会成为可能,彻底改变了现代人的生活,加速了全球信息技术和新能源技术的发展进程。 中国拥有丰富的锂资源,锂电行业从诞生至今短短20余载,经历了波澜壮阔的发展与变革,中国目前已成为全球最大的锂电池材料和电池生产基地。 01 行业起步 政策支持,市场份额迅速扩大 我国自20世纪80年代开始锂离子电池的研发工作,直到1998年,天
随着新能源汽车的快速发展,动力电池在新能源汽车产业面临的一系列政策调整中,正受到慢慢的变多关注。据统计数据显示,2016年底我国动力电池实际产能将接近 100GWh,但实际需求为20GWh,因此2016年已经出现结构性过剩的现象:新进入者或品质差的企业以及未通过规范的企业产品将严重过剩,但高品质电池产品仍供不应求。 政策驱使,大鱼吃小鱼? 去年底,相关部门针对动力电池产业出台了一些列政策,从提高行业产能门槛的《汽车动力电池行业规范条件(2017年)》到建立完善废旧动力电池资源化利用标准体系的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(征求意见稿),到今年1月出台的涉及电池比能量及成本的《汽车产业中长期发展规划》,一系列政策的出台让
新能源汽车高速发展的今天,作为核心的 动力电池 市场也是随之急速扩张,迅速达到了千亿级层次,如此大的市场自然是产业链企业的必争之地,甚至不少企业跨行进来,企图分一杯羹,使得原本趋于明朗的市场格局,又变得复杂莫测起来。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。 动力电池 行业的寡头时代 动力电池 是一个大蛋糕,谁都想进来占一份,据估计锂电池生产企业已经有200家左右。大量的资本盲目涌入,导致产能不合理的急速扩张,造成了低端电池产能过剩,高端电池产能不足的问题。而随着市场对电池的要求越来越高,没有资源与技术的企业将会被逐渐淘汰,动力电池市场也会集中起来。 2017年是动力电池行业市场分水岭的一年,市场
11月4日,房县年产10GWh动力电池项目举行签约仪式。县委书记纪道清出席仪式并讲话,县委副书记、县长谢晓鸣主持仪式。河南锂动力电池有限公司董事长曲少杰,河南锂动力电池有限公司总经理杨涛,县委副书记、县政法委书记马兰起,县人大常委会主任高明哲,县政协主席 ...
为进一步推进公司产能布局,丰富公司产品结构,公司拟在安徽省合肥新站高新技术产业开发区(以下简称“合肥新站区”)投资建设国轩新站年产20GWh动力电池项目(以下简称“本次投资”),投资总金额为人民币67.00亿元。公司全资子公司合肥国轩电池技术有限公司(以下简称“合肥电池技术”)作为该项目实施主体。 投资项目情况 1、项目名称:国轩新站年产20GWh动力电池项目。 2、项目投资总额:不超过人民币67.00亿元(最终项目投资总额以实际投资为准),其中固定资产投资约为46.00亿,主要用于设备采购、安装工程等。 3、资金来源:自有和自筹资金。 4、项目选址:合肥新站区
动力电池领域的争霸,一直为行业内瞩目,宁德时代目前一马当先,但如比亚迪、LG化学这样的竞争对手也是紧追不舍,而中航锂电、蜂巢能源等后起之秀也逐步发力。 但另一方面,动力电池庞大的资本化开支、复杂的工艺环节、上下游强烈的规模效应,也给领跑的强者带来了巨大的优势。 回顾历史,其实锂电池也有过类似的历程。强者独占市场和城头变换大王旗交替发生。1991-2000年,日本企业垄断全球锂离子电池市场,仅仅三洋、松下、索尼三家就占据全球60%以上的市场,韩国则不到3%。2000-2010 年期间,日本企业市场占有率明显下滑,韩国的份额则直逼40%。从2010年开始的近10年,中国则开始强势崛起,开始主导锂电池市场。 对于本月,宁德时代
编前:当前,电动化浪潮正加速席卷全球。中国汽车工业协会的数据显示,2022年中国新能源汽车销量达到688.7万辆,同比近乎实现翻倍增长。Clean Technica网站的数据显示,2022年全球新能源汽车销量大幅增长55%,首次突破1000万辆大关,达到约1010万辆。 新能源汽车市场规模的快速扩大,也使得 动力电池 赛道持续升温。近日,韩国SNE Research市场调研机构发布的数据显示,2022年全球动力电池装机量已从2017年的59GWh大幅增长至517.9GWh,年复合增长率高达54%,且其预计2023年将进一步增至749GWh。 中国电池豪取近七成市场 近年来,在全球动力电池竞争格局上,一直呈现中日韩“三分
市场大变样 /
动力电池一直被称作电动汽车的心脏。目前中资企业牢牢占据着这条万亿赛道的主导地位,但企业间围绕 “未来全球动力江湖的王座” 的争斗却远未停止。 尤其近年在资本狂热推动下,动力电池行业已进入新一轮残酷的产业竞争与洗牌周期。 比如据24潮团队统计,2022年至今,已公布的重大动力电池项目超150个,总投资预算超17000亿元。 而此前24潮团队综合各券商、企业公告等数据发现,仅统计已公开产能规划的全球17家动力电池企业,其在2022年底的产能总计就将近1600GWh,而到2025年的总产能规划更是高达5868GWh,我们若考虑全球范围内其他产业巨头的发展规划,2025年全球动力电池企业产能规划很可能将超8000GWh!这远远
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