【深度】全面解读中国新能源汽车电机市场

新浪汽车 中字

一、新能源汽车用电机类型及趋势

(一)电机的结构及性能

驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。

简单来讲,电机驱动系统主要由驱动电机和电机控制器两部分构成。从电机驱动系统的产业价值链来看,驱动电机和电机控制器所占的成本之比大致相同。

下图:电机的结构部件

中国新能源汽车电机市场分析报告

新能源汽车驱动电机属于中低压电机范畴,由于其应用领域的特殊性,相对一般中低压产品,它具有较高的性能要求:

1)调速范围宽:新能源汽车有两类工况场景,在启动、加速、爬坡时,要求工作在恒转矩区间;在高速行驶时,要求电机工作在恒功率区间;

2)功率密度高,主要是为了在尽量小的车内空间限制、电池电量下,提高续航里程;

3)安全可靠,要求电机的稳定工作和抗震、散热性能佳;

4)轻量化,即电机体积小,满足整车轻量化的要求;

5)过载能力强:在启动、加速、爬坡工况下,要求电机具有4-5倍的过载能力。

下图:新能源汽车驱动电机性能要求

中国新能源汽车电机市场分析报告

(一)不同电机类型应用场景存在差异

电机一般要求具有电动、发电两项功能,按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机。功率转换器按所选电机类型,有DC/DC功率变换器、DC/AC功率变换器等形式,其作用是按所选电动机驱动电流要求,将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。

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;但最大功率较低,且成本较高。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。

下图:驱动电机性能指标对比

中国新能源汽车电机市场分析报告

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