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技术革新 电机发展趋势呈多态式

2019-12-03 08:40:46 阅读()

近年来,在国家大力提倡发展新能源汽车的政策支持下,整个新能源汽车行业呈现出蓬勃发展的态势。电机在新能源汽车领域中的应用技术越来越成熟。新能源汽车被广泛运用在生活中,有效降低了大气污染带来的问题、缓解了交通压力。新能源汽车的快速发展为新能源汽车电机行业的发展提供了很好机遇,新能源汽车的各生产链发生变化,新能源汽车驱动电机发展趋势明显。
专家称,按照产业规划中新能源汽车规模目标测算,预计2020年,电机驱动系统的需求将达500至1000亿元。
目前国内新能源汽车主要使用的驱动电机有:永磁同步电机、交流异步电机和直流电机。
在技术发展中,驱动电机不断革新,呈现出不同发展态势。
一、电机技术多态发展
1、追求高效率
续航里程和节能问题一直是企业和用户关注的问题,在整车制造领域,电机将在多个工作点进行复杂的运行,为了提高新能源汽车续航里程、减少耗电量,驱动电机逐渐向着高效率方向发展。
2、轻量化、集成化
驱动电机作为新能源汽车的核心零部件,是驱动系统中主要的动力来源,电机系统的轻量化与集成化有利于提高电机系统效率,降低能耗损失,目前已在部分乘用车中实现了电机、发动机和电控变速箱三合一的集成,上海电驱动、汇川技术、比亚迪、精进电动等纷纷推出三合一动力总成产品。未来还将大批出现四合一的集成(电机、发动机、电控变速箱、配电箱)。此外在高性能电动汽车中,底盘系统、制动系统、电机传动系统已经实现一体化集成,部件按放量减少,降低了整车质量。
3、电机系统数字化
专用芯片及数字信号处理器的出现,促进了电机控制器的数字化,电驱动控制系统在高性能高速处理器的基础上,可以实现复杂、多变的控制算法,进一步提升电机效率,另一方面还可以使用面向客户的可视化编程,通过代码转化和下载直接进入微处理,提高编程效率和可调试性。
4、电机系统的智能化
早在数控机床领域,电机智能化就已产生有效成果,而新能源汽车电机系统的数字化,更是使得机电一体化得以延伸发展。目前国际上先进的电机系统已集成了诊断、保护、控制、通信等功能,可实现电机系统的自我诊断、自我保护、自我调速、远程控制等,加强人机交互功能,提升驾驶感受。
二、整体行业趋势
从整个行业来说,一是随着新能源汽车的发展,国内车企、外资企业、新进企业都纷纷加入竞争,布局电机市场,这使得原本激烈的竞争变得更为激烈,电机市场洗牌加剧。
二是电机的轻量化、集成化、一体化使得整车价格降低。面对如此激烈的市场竞争不少企业纷纷降低产品售价来赢得更大的市场份额,其中不乏典型案例:大众汽车为其电动平台MEB平台寻找供应商,订单规模号称一年百万辆,并放风称外资供应商报价极低;联合电子、大陆向吉利汽车提供包含电机电控在内的”五合一“或”六合一“系统报价时,给出极低的价格。
三是外资电机强势进攻。采埃孚、日本电产、博格华纳等外资电机企业加速入局,市场份额占比迅速提升,尤其是2019年以来,外资电机电控企业装机量占比已接近40%,2019年10月新能源乘用车电机企业数据中,大众汽车、日本电产、采埃孚和博格华纳均进入前十。
四是永磁同步电机趋势明显。根据工信部整车出厂合格证数据统计显示,2018年我国新能源汽车驱动电机量达到133.5万台,其中永磁同步电机的装机量为121.2万台,占比高达90.79%。 其中12月,中国新能源乘用车搭载电机超过16万台,其中永磁同步电机占比高达92.3%。永磁同步电机相较其他电机来说,具有成本低、性能高、重量适中等优势,在新能源乘用车中大量应用。国内一汽、东风、长安、奇瑞等厂商以及外资丰田汽车等厂商均在新能源汽车中采用了永磁电机方案。
但是永磁同步电机想要进一步提升性能,还是面临着许多困难,首先功率密度提升难度大,目前可以采用两种方式来提升功率密度,一是提高扭矩,不过此种方式的缺点在于发热量高,散热困难,安全得不到保障;二是提高转速,此种方式将使得成本提高。其次,永磁同步电机制作材料缺点严重,目前运用的材料主要有钕铁硼磁钢、硅钢尚未研发出新材料。最后,永磁同步电机生产企业缺乏产业化积累,产品无法达到乘用车企业规定的不良率。

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