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新能源汽车电机产业

发布时间: 2022-03-28 20:40:38

新能源汽车目前电动机存在的问题有哪些新能源汽车目前电动机存在的问题有哪些

全球驱动电机市场趋势
根据估测,随着全球汽车电动化快速推进,新能源汽车电机系统市场将随之快速扩张,市场规模有望从2015年的$23亿增长到2030年的$318亿。
新能源汽车电机系统主要包括电动机和逆变器两部分,虽然同其他大部分汽车零部件一样,这两部分部件长期都面临降价压力,但是由于新能源汽车总量的上升,行业总体还是具备较大上升空间。我们预期到2030年市场规模年均增速将在18%-20%左右。
系统单价方面,电机系统整体往高功率方向发展的同时也带来了装配价格的提升。
根据估测,在中性假设条件下,2030年电动车销量将达到2000万台,约占当年乘用车总销量的16%-18%。然而,如果放到乐观情景下,即电池价格大幅下滑,且环保政策更加严厉的条件下,电动车销量增长的速度有可能大幅上升,我们预期在乐观情况下新能源汽车年销总量有可能达到3000万台的水平,约占当年汽车销量的25%-27%。
预计单电机混动车的功率需求大约在30kw左右(平均价格约$200-$300),双电机插电混功率约为50-100kw(平均价格$800-$1000),纯电动车的电机功率约为200kw(平均价格$1000-$1500)。

电动机市场情况
我们预计到2030年电动机(不包括逆变器)的销量年均增速将达到18%,到2030年行业整体销量达到$195亿,相较2015年$12亿的水平扩展近17倍。
预期电动机的销量将从2015年的360万上升到2030年的4900万,同时,单车电机数量预计将有所下滑,从1.8下降到1.4,主要是由于单电机的纯电动车销量占比提升。
但电动机单价方面我们预期将进一步提升,从目前的$350上升至$380,主要是受高价大功率电机的更广泛应用所拉动。

从市场份额情况看,丰田集团在2016年的数据中遥遥领先(集团主要生产电机的公司包括电装公司和爱信精机),本田集团位居第二,而同时这两大集团也都在混动领域占据全球领先地位。之后是比亚迪以及给特斯拉供货的台湾电机制造商富田电机。
电机行业在长期发展过程中,第三方供应商崛起将是大势所趋。如果我们观察当前日本汽车行业产业链情况,不难发现占据龙头地位的前三强(丰田、本田、日产)都倾向于自供电机产品,这除了和日本制造企业的传统基因相关外,也同行业发展的阶段有关。
如果对照一下PC和手机行业的发展史,我们不难发现,这两个行业在初期都是高度上下游整合生产,无论是PC行业的惠普、苹果、硅图公司,还是手机行业的诺基亚、摩托罗拉都在产业链中高度整合生产,因为在初期产品更新换代速度较快,需要上游零部件供应商迅速做出反应相互配合,所以整合生产的模式具备较高的性价比;
然而到了行业发展中后期,由于整个市场规模扩充,同时产品更新换代速度不需要像初期那样快,此时第三方供应商以整个市场为客户对象的规模效应便体现出来,这也催生了富士康、美光、海力士等一系列第三方供应商的崛起。
新能源汽车电机行业也不例外,从当前时点看,本田已经宣布将与日立合作生产电机。同时日产也在投资者交流会上提到将来可能开始外采电机。
2017年10月,三菱电机宣布将为戴姆勒奔驰提供电机和逆变器。随着第三方电机厂商高效能、低成本产品的普及,电机行业市场份额从主机厂自供向第三方企业转移是大势所趋。
目前日本的电机企业已经相继开始对电动化所带来的趋势转变做出了应对。我们预期电装和爱信精机将会首先利用他们现有的规模优势,用较低的成本占有市场份额,而紧随其后的电产和明电舍也将迅速跟进。
目前电机行业的平均毛利率在30%左右,而生产规模是决定毛利率高低的主要因素之一。

逆变器行业情况
我们预测逆变器行业也将迎来高速增长,根据估测,逆变器市场销售收入规模将从2015年的$12亿上升至2030年的133亿。
从销量上来看,因为逆变器与电机的比例基本是1:1,所以预计其销售总量将从2015年的360万上升到2030年的4900万。
同时单车配套价格将从$300-$400下降到$200-$300,主要是来自于上量之后的成本规模效应。

与电机领域相似,在逆变器行业丰田集团目前同样也是居于领先地位。同时丰田集团下属的电装集团目前正在大规模扩展其逆变器客户。在丰田之后,三菱电机也占据相当大的市场份额。

技术演变
从电机的分类来看,主要有直流、交流感应、永磁同步和开关磁阻四种,新能源汽车电机主要用到后三种。
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势在于其较低的价格,但同时也存在着杂音和震动的技术问题,如果这些问题能够解决的话,开关磁阻电机将具备很大的市场。
交流异步电机:虽然从目前看,交流异步电机(额定功率在79-85左右)相比永磁同步功率方面不具备优势,但是其成本较永磁同步电机低出不少。在体积方面,交流异步电机比永磁同步电机更大,主要是受设计构造的限制。
永磁同步电机:电机内部有包裹永磁体的转子,整体系统功率较大(在90-92左右),同时体积较小。造价方面较为昂贵,主要由于永磁材料价格较高。目前关于降低永磁体使用的研究正在开展,研究同时也关注提升磁体的输出效能。永磁电机是当前电动车电机行业中应用最广泛的电机类型。
开关磁阻电机:开关磁阻电机价格非常具有竞争力,主要由于其转子中没有高成本的永磁体,同时其功率适中(额定功率在80-86左右)。由于是利用定子和转子的拉力来提供动力,过程中导致的震动和噪音是其主要问题。由于电动车电机目前正处在迅速上量的时间段,我们相信需求的提升会加快技术的革新替代。
电机技术提升方向
通过研究过去20年电机的技术演进趋势,我们发现电机技术还有较大的继续提升的空间。首先看机芯用钢的厚度情况。对于定子和转子来说,其主要是由薄电磁钢层叠加组成,1997年第一代的丰田普锐斯使用的是0.35mm的钢层,随后减到0.3mm,最近2016年降到0.25mm。一般来说,薄钢层数的提升能够增加电机效率,同时也对控制电机温度有帮助。
目前,制造薄钢是行业的一大技术难题。主要的难点在于控制压铸中的回弹,以及钢片材料的一致性保持。从当前情况来看,旋锻加工技术由于其成本和生产效率方面的优势将会越来越成为行业的主流制造方式。
其次,在绕线密度方面,总体上定子中绕线的量是决定电机功率大小的重要因素。而决定绕线量的则主要是在有限空间内铜线可以绕机芯的圈数。技术方面目前插入器的使用由于适合高功率的定子加工,并有逐渐成为行业生产标配的趋势。
而线圈类型方面,主要有方形和圆形两种,目前主流厂商使用的是圆形,但是方形技术由于具备较高的空间利用率,正逐渐替代圆形成为行业大方向,而丰田和本田目前已经开始批量采用方形绕线技术。其他厂商这边,安川电机已经开始研发电子绕线技术,目的是提升控制和效率(马自达已经开始试用)。
最后,在冷却系统方面,分电机和逆变器两部分:电机这块,由于随着电机温度升高永磁电机的磁力会减弱,所以冷却系统的效率对于电机高功率运行至关重要。

从技术演变趋势看,主流的冷却技术已经从风冷、水冷,发展到目前油冷的阶段。其主要技术手段是将电机浸入到油冷室中来达到降温的目的。虽然有专家认为与油的摩擦会降低电机的效率,但是综合各方面情况,油冷依旧是目前技术条件下最有效的冷却模式。
逆变器方面,冷却系统对于逆变器的表现也同样重要,日产最近声称在聆风2017新车型中,依靠提升逆变器冷却系统,将电机的输出功率从80kw提升至110kw,而电机其他部分均和上一代相同。
这体现出了逆变器冷却系统的重要性。虽然碳化硅的使用将会使得电机的抗热和抗压性有所提升,但是其较高的成本,其大规模应用的时间点可能很难在短期内到来。

② 新能源汽车驱动电机与工业驱动电机有何不同

相似之处:

1.它们都是马达

看似废话,我想说的是,电动车的电机只是一种电机,没什么特别的。分析方法逃不过常见的电磁分析方法,计算工具都是有限元软件,仿真求解器都是基于瞬态求解器,电磁方程逃不过麦克斯韦方程。没什么大不了的,是有特殊负载要求的电机。

2.分类和控制是一样的

电动汽车也分为感应电机和永磁电机,控制理论和方法与工业电机没有区别。

差异:

1.严格的体积和重量要求

因为是车载,所以这个要求比较突出。普通工业电机对尺寸和重量没有这么严格的要求,因为工业场地巨大,一般都是先达到工业目标。不同的电动汽车,其尺寸和重量决定了其动力性能和驾驶体验,直接影响产品质量。所以电动车电机的难点在于提高功率重量密度和功率体积密度。电机越小越轻越厉害越好。

2.独特的扭矩特性

启动或低速时需要超高扭矩,这样汽车的速度才能以最快的方式提高到所需的速度。通用工业电机没有这么高的启动速度要求。同时,需要在高速时提供足够的动力,使汽车能够高速巡航。

3.调速范围宽

最大速度可能是电机基本速度的四倍甚至更高。目前电动车的最佳解决方案是省去多速变速箱,只使用固定齿轮组。这样电机的转速范围越宽越好。以特斯拉的S型为例,电机最高转速可以达到18000转/分,相当可怕。这是对电力电子调速器的一个巨大考验。

4.全面的效率要求

与电力机车不同,电力机车由受电弓供电,电动汽车由电池供电,续航里程完全取决于电机效率。电机效率每增加1%,续航里程可增加1%。因此,电机的效率非常高。再高一点就是胜利,每一点能量都要优化。

5.其他人

至于低噪音、高稳定性、合理散热、性价比等等,我就不提了。这些是基本要求。

技术细节:

1.扭矩-速度效率分布图:

电动汽车电机的效率分布图应如下:

电动车电机和工业电机有什么异同?

整机的设计目前已经基本达到了电机设计的极限,可以称之为手工艺。

③ 泛新能源---新能源汽车产业链龙头公司 主要从事车用电机及以电机为核心组件的

摘要 亲,您好!我正在帮你查询相关的信息,请您稍等片刻,马上回复您

④ 2019年新能源汽车动力电池电机电控充电及安全等方面的国家和行业标准有哪些至少整理分类为两个方面


  1. 国家轿车质量监督检验中心(天津汽车检测中心)

    该检测中心位于天津市东丽经济开发区先锋东路68号,于1999年4月进行工商注册。该检测中心目前获得政府部门认可授权的资质有:国家轿车质量监督检验中心、国家进出口汽车认可实验室、国家汽车环保产品认定与排放检验机构、国家汽车新产品申报公告检测机构、国家强制性产品认证(CCC)检测机构和国家科技成果鉴定试验机构。

    该检测中心具备电动汽车和混合动力汽车整车检测、新能源汽车关键零部件检测能力。其新能源汽车关键零部件检测能力覆盖范围包括:动力电池(超级电容器、铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、金属氢化物镍蓄电池等);驱动电机及其控制器;传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔DC/DC变换器;燃料电池发动机。

  2. 国家汽车质量监督检验中心(襄阳)暨襄阳达安汽车检测中心

    该检测中心位于湖北省襄阳市高新技术开发区汽车试验场,成立于1995年10月,是经中国合格评定国家认可委员会认可,国家工业与信息化部、国家环境保护部、国家质量监督检验检疫总局,国家交通运输部、国家认证认可监督管理委员会等政府主管部门授权,具有独立法律地位的第三方综合性汽车检测及技术服务机构。

    该检测中心新能源汽车实验室能够进行纯电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车及其零部件试验和研究工作。可按国家标准GB、欧盟指令,ECE法规、ISO/IEC、SAE及行业标准、有关技术要求和试验规程等标准实施对纯电动汽车、混合动力电动汽车、动力电池及控制系统、驱动电机及控制器、动力电池、充电装置(系统)性能试验和安全测试。

  3. 国家机动车产品质量监督检验中心(上海)暨上海机动车检测中心

    该检测中心座落于上海安亭国际汽车城内,是第三方公正性地位的国家级机动车产品权威检测机构,具有投资规模大、检测门类全、技术水平高、综合技术服务能力强等特点。该检测中心已经获得汽车产品的全部国家授权,包括国家工信部车辆《公告》检测、国家环保部车辆环保目录检测、国家交通部车辆油耗检测、国家认监委车辆及零部件产品3C认证检测等。

    该检测中心为适应新能源汽车产业发展的要求,成立了国家新能源汽车产品质量监督检验中心(筹)。国家新能源机动车产品质量监督检验中心建有新能源机动车专项检测实验室、新能源机动车被动安全实验室、新能源机动车电磁兼容检测实验室、新能源汽车排放检测实验室、新能源机动车零部件检测实验室、新能源汽车和摩托车整车道路性能实验室等具有国际先进技术装备和一流技术人才的专业实验室,可以开展新能源汽车、关键零部件、电池、电控系统和电机系统的各项检测。中心实验室通过了中国国家计量认证和国家实验室认可,获得了相关政府部门开展检测工作的授权,并获得了欧洲、日本、澳洲、中亚、南非和海湾地区等国家和地区的实验室认可。

  4. 国家机动车质量监督检验中心(重庆)

    该检测中心位于重庆市北部新区金渝大道9号,是经国家质量监督检验检疫总局、国家环境保护部、国家工业和信息化部、国家认证认可监督管理委员会等政府主管部门认可和授权的汽车产品检测机构,是中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可的实验室。

    该检测中心检测项目含电动汽车和混合动力汽车安全要求、动力性能、能量消耗、电机及其控制器、电动车辆传导充电系统、电动汽车用仪表、电动汽车用铅酸蓄电池、电动汽车用动力蓄电池等检测项目。

    第一电动网小结:新能源汽车检测如同地铁安检系统一样,它为新能源汽车产品的安全等方面“保驾护航”,具有重要意义。新能源汽车检测机构肩负着对新能源汽车检验检测的重任,为新能源汽车产业健康发展发挥着不可忽视的作用。

⑤ 新能源汽车电气和电机有什么区别

电动汽车是汽车行业的发展趋势,大家都知道其原理核心是用电机替代发动机,实现电力驱动。和常规使用感应电机相比,电动汽车电机无论在性能要求和驱动原理上都有较大区别:

1、电动汽车电机应该具备较大的启动转矩、良好的启动性能和良好的加速性能来满足电动汽车的频繁启停、加减速或爬坡等要求。反映在电机测试上,就是要求电机在进行转速或转矩控制时,响应时间要短;同时在外界负载发生阶跃变化时,电机自身的反映要够快,调整输出的功率和转速;

2、电机汽车电机的恒功率范围应该设计得较为宽广,以满足电动汽车高速行驶时的转矩输出,保证汽车可实现的最高时速;

3、电动汽车电机应该具备较大范围的调速能力,在低速时具有较大的转矩,在高速时具有高功率,能够根据驾驶需要,随时调整电动车的行驶速度和相应的驱动力;

4、电动汽车电机应该具备良好的效率特性,在较宽的转速/转矩范围内,获得最优的效率,提高一次充电后的持续行驶里程,一般要求在典型的驾驶循环区,获得85%~93%的效率;

5、电动汽车电机的外形尺寸要求尽可能小,质量尽可能轻,功率密度最优化;

6、电动汽车电机应该具备良好的可靠性,耐温和耐潮湿性能强, 能够在较恶劣的环境下长期工作,运行时噪音低,维修方便。

⑥ 新能源汽车电机

永磁交流电动机需要将位置信号传给电机控制器,以便实现闭环控制。以前用光学编码器,现在用旋转变压器。旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。以上回答希望对你有用。

⑦ 新能源汽车产业链除了电池电机电控外还有什么部分

电瓶,

⑧ 如何看待新能源汽车行业的发展

其实中国的汽车行业正在经历一场变革。这场变革的节点是2018年,无数场战争将会打响。资本,技术,营销各个方面都会发生巨大的变化。而新能源将是中国汽车行业重要的机遇。

⑨ 新能源汽车在汽车行业有什么突出的核心技术

本人认为新能源汽车有以下核心技术:

1.新能源汽车的核心技术主要是电池、电机和电控,也就是常说的“三电”系统。电池作为新能源汽车的动力电池,主要影响新能源汽车的续驶里程和充电速度。目前,我国新能源汽车使用的动力电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。 不久以前,我国新能源乘用车基本开始采用能量密度更高的三元锂电池。电动汽车的连续续驶里程从300公里迈进了现在的500公里时代,很大程度上得益于三元锂电池。




4.比亚迪去年分销的IGBT4.0是电机控制系统的核心部件。它是新能源汽车的核心技术,它的好坏直接影响电动汽车动力的释放速度:直接控制直流和交流转换,同时进行交流电机变频控制,决定驱动系统转矩(直接影响汽车加速能力)、最大输出功率(直接影响汽车最高速度)等。比亚迪IGBT被誉为新能源汽车的“中国芯”。其研发的成功打破了欧洲和日本在该芯片上的垄断,有效降低了新能源汽车的制造成本和整车能耗。

综上所述,新能源是一种可持续的绿色能源,取之不尽,用之不绝.在主要的新能源中,风能、太阳能取之不尽,但这种能源也受风速不稳定、太阳日照时间长短等因素的困扰,导致电力不稳定.核能是一种很有前途的能源,对于解决我国环境污染问题有着非常重大的作用;

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