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[導讀] 導讀:電機電控是新能源汽車的關(guān)鍵部件,也是制約我國新能源汽車發(fā)展的最關(guān)鍵問題之一,在新能源汽車補貼逐步退坡的形勢下,提升電機效率和降低其成本是我國電機電控企業(yè)發(fā)展的必由之路。 新能源汽車

導讀:電機電控是新能源汽車的關(guān)鍵部件,也是制約我國新能源汽車發(fā)展的最關(guān)鍵問題之一,在新能源汽車補貼逐步退坡的形勢下,提升電機效率和降低其成本是我國電機電控企業(yè)發(fā)展的必由之路。

新能源汽車電機電控市場規(guī)模

政策大力支持下,我國新能源汽車市場已進入快速增長期,動力電機電控市場如同動力電池市場一樣,存在無限的機會,這也是許多企業(yè)開始布局新能源動力電機、電控領(lǐng)域的主要原因。

《十三五國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,明確提出到2020年,新能源汽車實現(xiàn)當年產(chǎn)銷200萬輛以上,累計產(chǎn)銷超過500萬輛。

2015年我國新能源汽車電機產(chǎn)量約為41萬臺,預計到2020年我國新能源汽車電機產(chǎn)量達240萬臺。新能源汽車電機電控市場增長空間巨大,前景廣闊。

主流新能源汽車驅(qū)動電機

新能源汽車的驅(qū)動電機主要有永磁同步、交流異步和開關(guān)磁阻三大類。因其不同特點,各有應用場合。

永磁同步電機體積小、質(zhì)量輕,功率密度大,可靠性高,調(diào)速精度高,響應速度快;但最大功率較低,且成本較高。由于永磁同步電機具有最高的功率密度,其工作效率最高可達97%,能夠為車輛輸出最大的動力及加速度,因此主要用在對能量體積比要求最高的新能源乘用車上。

交流異步電機價格低、運行可靠;但其功率密度低、控制復雜、調(diào)速范圍小是固有限制。價格優(yōu)勢使得其在新能源客車中使用的較廣泛。

開關(guān)磁阻電機價格低、電路簡單可靠、調(diào)速范圍寬;但震動、噪聲大,控制系統(tǒng)復雜,且對直流電源會產(chǎn)生很大的脈沖電流。用于大型客車。

其中, 日韓車系目前多采用永磁電機,轉(zhuǎn)速區(qū)間和效率相對都較高,但是需要使用昂貴的系統(tǒng)永磁材料釹鐵硼;歐美車系則多采用交流感應電機,主要原因是對于稀土資源匱乏,以及降低電機成本考慮,其劣勢則主要是轉(zhuǎn)速區(qū)間小,效率低,需要性能更高的調(diào)速器以匹配性能。

新能源汽車電機電控廠商:

1.具備電機電控供應鏈的電動汽車整車企業(yè), 由其自有生產(chǎn)能力或關(guān)聯(lián)供應鏈企業(yè)向其供應全部或部分電機電控產(chǎn)品,部分整車廠的電機電控產(chǎn)品也少量外銷。 這類企業(yè)一般為傳統(tǒng)汽車制造企業(yè), 經(jīng)過多年積累, 具備完整的零部件生產(chǎn)能力。 目前國內(nèi)的主機廠中,比亞迪、北汽新能源、江鈴新能源、長安新能源、中通客車、廈門金龍等企業(yè)均具備自主供應電機電控產(chǎn)品的能力。

2.專業(yè)從事汽車零部件供應或?qū)I(yè)從事電機電控產(chǎn)品供應的企業(yè),其中包括專業(yè)汽車零部件供應商,如采埃孚( ZF)、大陸( ConTInental)、博世( Bosch)、日立( Hitachi)、現(xiàn)代摩比斯( Mobis)等國際汽車供應巨頭; 以及國內(nèi)外新興的專業(yè)電機電控制造企業(yè),如上海電驅(qū)動、上海大郡、精進電動、臺灣富田電機( Fukuta)等。

此外,部分傳統(tǒng)工業(yè)電機、變頻器等生產(chǎn)企業(yè)也依靠在研發(fā)、生產(chǎn)上的技術(shù)積累,積極轉(zhuǎn)型介入新能源汽車電機電控相關(guān)產(chǎn)品的供應,如匯川技術(shù)、英威騰、臥龍電氣、方正電機、江特電機等。

電機電控廠商面臨的挑戰(zhàn)

新能源汽車驅(qū)動電機面臨安全、高效、成本的挑戰(zhàn),這些因素決定著新能源汽車的未來發(fā)展與競爭力。

新能源汽車驅(qū)動電機只是電機行業(yè)中的一小部分。雖然中國新能源車輛市場總體規(guī)模還不大,卻比傳統(tǒng)電機行業(yè)要求更高;尤其針對新能源汽車的驅(qū)動電機在重量、空間與輸出功率需求比來看,希望驅(qū)動電機在每0.6 kg的重量下,能輸出1 kW的能力,其性能需求遠遠超過傳統(tǒng)電機的要求。

驅(qū)動電機作為新能源汽車取代傳統(tǒng)汽車引擎的角色,又礙于車輛的空間及價格限制,為達到高效率、高舒適性、高可靠性、低噪音、高轉(zhuǎn)速、高功率密度、必須使用強制水冷結(jié)構(gòu)等技術(shù),但又須降低成本,因此要進入新能源汽車驅(qū)動電機的門坎要更高。

驅(qū)動電機主要瓶頸

1.電機功率密度、效率、壽命等綜合性能需待進一步提升。

2.產(chǎn)品一致性、可靠性與汽車業(yè)使用要求尚有差距;許多企業(yè)所生產(chǎn)的樣品質(zhì)量不錯,但一進入量產(chǎn)就會出現(xiàn)質(zhì)量不一,無法達到相同性能。而且產(chǎn)品通過符合車輛質(zhì)量要求之 TS16949 質(zhì)量體系標準認證的還更少。

3.成本過高問題。這主要是除了要求企業(yè)提高技術(shù)水準外,亦必須提升生產(chǎn)力。只有達到一定的產(chǎn)量下,電機的成本價格才能真正的下降。

而且新能源汽車電機、電控系統(tǒng)面臨的工況相對復雜:需要能夠頻繁起停、加減速,低速/爬坡時要求高轉(zhuǎn)矩,高速行駛時要求低轉(zhuǎn)矩,具有大變速范圍; 混合動力車還需要處理電機啟動、電機發(fā)電、制動能量回饋等特殊功能。

此外,電機的能耗直接決定了固定電池容量情況下的續(xù)航里程。 因此, 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)在負載要求、技術(shù)性能和工作環(huán)境上有特殊要求: 其一,驅(qū)動電機要有更高的能量密度,實現(xiàn)輕量化、低成本, 適應有限的車內(nèi)空間,同時要具有能量回饋能力,降低整車能耗;第二,驅(qū)動電機同時具備高速寬調(diào)速和低速大扭矩,以提供高啟動速度、爬坡性能和高速加速性能;第三,電控系統(tǒng)要有高控制精度、高動態(tài)響應速率,并同時提供高安全性和可靠性。

電機電控系統(tǒng)作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán),其技術(shù)、制造水平直接影響整車的性能和成本。目前,國內(nèi)在電機、電控領(lǐng)域的自主化程度仍遠落后于電池,部分電機電控核心組件如 IGBT 芯片等仍不具備完全自主生產(chǎn)能力,具備系統(tǒng)完整知識產(chǎn)權(quán)的整車企業(yè)和零部件企業(yè)仍是少數(shù)。

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