登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
目前,新能源汽车(包括低速车)产业在全球范围内发展迅猛,异军突起。作为三大核心技术之一的电机及其控制,目前是什么状况呢。本文将谈一点自己的粗浅认识。
1、错误的认识
整体上,就新能源汽车三大技术(整车系统、电池系统、电机系统)而言,有不少人认为汽车用电机及其控制技术是成熟的,核心问题还是电池系统。因此忽略了对电机的研发和性能提升。但是实际情况则完全不同。我国新能源汽车的动力系统,也就是电机系统,和欧、日相比,总体上是处于相当的落后状态的。
这一落后,很大地限制了整车的操控性、节电性、续航性和智能化等关键性能。落后的电机对电池系统带来的巨大冲击也被忽略,实际上电机系统是造成电池寿命和性能衰减的一个重要因素。没有电机系统的性能提升,我国的新能源汽车产业,不可能“弯道超车”,只会在低档次产品上恶性竞争,中、高档产品不可能和欧、日本在全球范围内竞争。未来而言,不采取措施的话,这个局面和目前的内燃机汽车的局面会惊人相似:我国干低档、国外干高档。
2、目前的电机种类
目前作为新能源汽车的主流电机系统,由三大类构成:
1)、交流异步变频电机系统。
2)、稀土永磁同步电机系统。
3)、开关磁阻电机系统。
交流异步变频电机系统,我们称之为传统电机。其技术成熟、可靠、产业链完整,因此被大量使用于新能源汽车(尤其是缺乏标准的低速车)。但是,这类电机效能落后,无论是电流扭矩关系,还是系统综合效率等等各个方面,其实都是不适合用于车辆,也不符合节能的内涵(这类电机对电池冲击很大,所需电流也很大)。另外加之技术“简单”,“谁都可以干”,小作坊也可以干。因此目前竞争非常激烈,造成价格几乎没有利润,整车厂压款。在这样一个低价竞争的前提下,厂家不可能对其进行深入改良和性能提升。因此,这类电机和市场对其提高续航里程的迫切需求,形成悖论和矛盾。所以这类电机用于新能源汽车,在我国是没有很大的前途的。
当然这不是说它不可以用,而是只能作为低档次品使用。顺便说一句,在我国企业,目前的背景下,是造不出特斯拉汽车那样的电机的。特斯拉用的也是异步变频电机,但是其设计、工艺、材料、精度,不是我们可以做到的。尽管如此,特斯拉汽车的电机也是非常耗能(电)的,并不符合新能源汽车的节能本质精神,并不完全值得效仿。那么稀土永磁电机如何呢?
首先,稀土永磁同步电机是一种高性能电机系统!具备很多优势,比如功率密度、效率、智能控制等等。加之技术比较成熟、人才也多、短时间内容易上项目,因此目前在我们国家兴起了“永磁电机热”,各个整车企业也在考虑使用这类电机系统,或正在使用。
然而,影响此类电机持久普及的有两个致命问题:一是退磁,一是价格战。永磁的“永”,不是永远的意思,而是长期的意思。在我国当前材料、技术、工艺、成本的能力框架内,想系统地“解决”汽车用电机的退磁问题,其实是不可能的。3、4年后的事实将证明这一点。
高温、振动甚至自然退磁,都需要一系列复杂的技术来解决,包括和整车设计的联动(比如冷却系统、减振系统等等),而不是仅仅靠提高电机本身的防退磁能力就可以“解决”。因此,我们说实验室里的独立的永磁电机产品,性能可以做到极其优越,甚至超乎想象。但是一上工况,则截然不同了。
无论工程师们如何解释说“已经解决退磁问题了”,都是片面和错误的。这不是说工程师们说谎,因为这不仅仅是电机本体一家的事情。事实上,欧洲、日本正在减少对永磁电机的研发和使用,悄然而明确地转向了开关磁阻电机,这不仅仅是资源问题。同时,如果想比较彻底的解决退磁问题,就需要把余量设计的大一些,用更好的永磁体,那么成本就是问题。目前在我们国家的“永磁电机热”,必将导致低价竞争(其实已经出现),那么性能和成本,又会出现悖论和矛盾。
我个人预测,汽车行业如果大量使用低价的永磁电机,3、4年后,将会出现大面积退磁,造成无可收拾的局面。谁也不愿意买一辆只能用3、4年的电动汽车。实际上,在山区城市,每天频繁驾驶爬坡,不用2年可能就退磁了。
当然,这不是说永磁同步电机就不可以使用,事实上,它有自己适合的车型。作为能量密度高、高效电机,永磁电机最适合用于平坦地区的高档轿车。换句话说,不太适合用于物流车、中巴和大巴车、SUV、工具车、工程车辆等需要连续过载和发力的车型,也不适合在山区、颠簸路面使用。再来谈谈开关磁阻电机系统。
从性能而言,开关磁阻电机可以说是天生为汽车而生。为什么这么说呢?有必要在这里谈一下其主要特性。
1、)最重要的特性
起动转矩大,但是起动电流小,负载启动扭矩可控范围大。对电池冲击极小,是电池友好型电机。
控制系统从电池吸收很小的电流,电机可得到很大的起动转矩是其最大特点。起动电流小而转矩大的优点还可以延伸到低速运行段。其实,启动过程是一个平均概念(0到额定转速的50%),实际上开关磁阻电机从静止到启动,瞬时的电流非常小。这赋予了这类电机可以丰富像想和二次开发的性能空间。
2、)电机系统高效区非常宽,不仅仅是一个额定效率的概念。在“全转速范围内”都具有比较高的效率。
本系统是一种非常高效的调速系统。这是因为一方面SRD的转子无铜损;另一方面电机可控参数多,灵活方便,易于在宽转速范围和不同负载下实现高效优化控制。就高效区的宽度而言,处于所有主流电机的首位(超过永磁同步)。
3、)电机系统恒功率区宽
就恒功率区的宽度而言,开关磁电机局域独特优势。
4、)对车辆负载的变化自动检测,从而调整电流大小,从根本上实现节电SRD系统在运行中,其智能控制部分,能自动感知车辆负载(电动机负载)的大小和变化,并据此自动调整从电源侧所取电流大小,从本质上实现了节电。
5、)可频繁带载起停、正反向频繁转换运行
系统具有的高起动转矩、低起动电流的特点,使之在起动过程中电流冲击小,电动机和控制器发热较连续额定运行时还要小。磁阻电机制动运行与电动运行具有同样优良的转矩输出能力和工作特性,电动运行和制动运行切换方便、迅速,二者综合作用的结果必然使之适用于频繁起停及正反向转换运行。
6、)负载下可瞬间响应
从0转到额定转速,耗时可控到20毫秒-200毫秒。比如,根据必要,百公里提速可低于3秒。
上述几点特性,联合作用,确保了开关磁阻电机是应用于变载、轻载、重载爬坡启动、频繁启停等工况下车辆的最优秀的电机系统。
7、)低速下可实现大转矩
8、)电动机结构简单,适用于高速、超高速的运转。
9、)不存在退磁问题,也不存在资源问题。
10、)耐操控性能好,用于赛车,可反复使用。
那么,既然SRD系统这么优秀,为什么还没有大规模使用呢?
因为目前生产的产品不合格。也就是说国内很多公司还没有掌握其核心技术。SRD的技术复杂、深入而体系,跨多种学科,可以说是一种最难研发的控制类电机。而且目前国内人才很少,能够兼顾电机本体、控制系统、电力电子三大系统的综合技术人才,我们称之为SRD项目带头人,远少于永磁电机。实际上目前我国全国的、称职的应用型SRD项目带头人,不超过15人。这比永磁电机系统要少100倍(简单数字比较)。而且领导这样跨学科、原创型的项目,也需要高水平的企业管理人才和先进管理逻辑来协调、驾驭。这也是我国的弱项。
同时,另外一个重要因素是开关磁阻电机自身的一些缺点也限制了其应用。那就是被“广为诟病”的振动噪音和功率密度。SRD的低速振动、噪音,的确是一个“问题”。但不是不可以抑制,而完全是个技术、工艺和成本问题。事实上,目前我国能够解决这个问题、并且可以批量生产的,目前大概只有两个团队。一是山东的AICI艾磁团队(就是我所带领的团队),有5-11年连续SRD的开发经验,集聚了这个领域17位高水平研发人员(并正在发展成45人的研发队伍),项目领头人多于5位,而且和多所国内外大学、多名海归专家建立有联合开发关系和技术共享关系,掌握了新能源汽车用srd的专有技术和核心技术。目前已经开始批量生产和供应。
开关磁阻电机的另一个缺点是功率密度不理想,体积大。这一点其实并不是致命问题。就其技术而言,完全可以通过提高转速来解决(开关磁阻电机可以在轴承许可的前提下,做到几十万转。),当然,也可以通过材料、结构设计来减小体积。
3、结论
上述三种电机,各有优势,未来会并存。下表是我预测的不久未来新能源汽车用电机的布局、市场细分。主要是比较了开关磁阻电机和永磁同步电机。
4、国外趋势
混合动力车型,倾向于使用永磁同步电机,比如丰田。但是,逐步减少对永磁电机的使用,欧洲和日本基本形成“共识”。这一是因为资源问题,一是因为退磁问题造成在汽车上使用的技术障碍。
目前日本的丰田、三叶、电产、电装、三菱等公司已经完成了开关磁阻电机技术的准备,他们下一代的全电汽车,将搭载开关磁阻电机,而不是永磁电机。捷豹路虎不迟于2018年将推出搭载开关磁阻电机的全电SUV,这将是全球第一款高性能全电动SUV。事实上,国外已经完成了开关磁阻电机的技术布局。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
3月19日,记者从中国南方电网有限责任公司(以下简称“南方电网”)获悉,今年1~2月,南方电网经营区域全社会用电量累计达到2404亿千瓦时,同比增长3%,增速比全国平均水平高出1.7个百分点。这一数据直观反映出南方电网经营区域经济在新年伊始呈积极向好态势。数据揭示经济“开门红”从用电情况来看,
破解新能源汽车“顽疾”今年以来,随着比亚迪、小鹏、小米、尊界等品牌,相继发布搭载5C-10C超快充电池及技术的新车型,整车充电时间从“小时级”缩短至“分钟级”,逼近燃油车加油速度,新能源汽车业正迎来一场补能效率“革命”。高端车型方面,近期新上市的小米SU7Ultra,电池快充能力达到5.2C;将于
北极星储能网获悉,3月20日,金发科技股份有限公司发布2024年度“提质增效重回报”行动方案评估报告。一、锚定战略引领,聚焦主业发展2024年,公司围绕新质生产力加强科技创新,强化一体化产业链优势,依托全球领先的应用创新能力,为全球客户提供了更具竞争力的新材料整体解决方案,公司的行业竞争力
北极星储能网获悉,3月18日,交通运输部等印发《关于实施老旧营运货车报废更新的通知》和《2025年老旧营运货车报废更新工作实施细则》。其中显示,对提前报废老旧营运货车、提前报废并更新购置国六排放标准货车或新能源货车、仅新购符合条件的新能源货车,实施差别化补贴。其中新购新能源营运货车补贴
2024年,工程机械电动化渗透增速达到历史新高,尤其在以下品类。高空作业机械(高机):2024年电动化渗透率达到90%以上。电动叉车:2024年上半年渗透率超70%。新能源混凝土搅拌车:2024年上半年新能源搅拌车渗透超40%,呈直线上涨态势。电动装载机:2024年销量破万,同比增长270%,渗透率超10%。新能源
北极星储能网获悉,3月18日,网传视频称深圳一新能源汽车撞护栏起火,现场黑烟滚滚,汽车烧到仅剩车架。随后,极氪汽车官方小程序发布事故说明。极氪汽车表示,3月18日下午,一台极氪车辆在深圳龙华区发生交通事故并引发火情。结合后台数据及现场信息,事故发生时车辆正在高速行驶,与高架道路中间的金
北极星储能网获悉,3月18日,国家市场监管总局发布《关于2024年全国产品召回情况的通告》(以下简称《通告》),公布2024年我国产品召回情况。汽车召回方面,2024年我国共实施汽车召回233次,涉及车辆1123.7万辆,分别较上年增长8.9%和67.0%。实施新能源汽车召回89次,涉及车辆449.1万辆,同比增长180.
北极星储能网获悉,3月19日,交通运输部办公厅、国家发展改革委办公厅、财政部办公厅印发《2025年新能源城市公交车及动力电池更新补贴实施细则》的通知。其中提出,利用超长期特别国债资金,对城市公交企业(以下简称申请人)更新新能源城市公交车及更换动力电池,给予定额补贴。鼓励结合客流变化、城
北极星储能网从从天眼查获悉,华望汽车技术(广州)有限公司于3月18日注册成立,注册资本15亿元人民币,法人代表先庆,公司经营范围包括汽车销售、汽车零部件及配件制造、新能源汽车生产测试设备销售、新能源汽车整车销售等。此前1月,广汽集团曾发布公告,拟投资设立GH项目公司,注册资本15亿元。计划以
在呼和浩特市哲里木微电网超充站,一场关于能源未来的革命性测试圆满落幕。3月7日,特来电内蒙古大区与南京德睿特来电能源研究院携手,成功完成了“集中式车辆到车辆”(V2V)充放电技术的验证。这一测试不仅标志着我国在新能源汽车技术领域的又一次重大突破,更将车网互动(V2G)、微电网建设、储能技
“我们小区居民以前安装充电桩都是自己到物业办理同意书,需要三四天。现在,我们通过‘网上国网’APP能直接调用小区的许可证明,方便多了。”3月14日,福建省永泰县城峰镇品润滨江郡小区居民陈女士通过“网上国网”APP成功申请了个人充电桩接电业务。随着新能源汽车规模化发展,个人充电桩接电业务大
2月3日,日立汽车系统株式会社与本田技研工业株式会社就成立从事电动车用电机的研发、生产及销售的合资公司一事签署了基本协议。今后,双方将面向新公司的成立开始具体的协商。日立汽车系统早在1999年就已开始将电动车用电机投放市场,积累了强大的技术实力和产品竞争力。迄今,其开发的小型、轻量、高
环境和能源问题日益引起全球的高度重视,因此研发节约能源、少污染甚至无污染的绿色汽车已成为全球的热点。电动汽车具有低噪声、零排放、高效、节能及能源多样化和综合利用等显著优点,成为各国开发的主流。电动汽车的发展有赖于技术的进步,尤其是需要进一步提高其动力系统的性能,降低其成本。而当前
9月5日,国网天津经研院“双碳先锋”共产党员服务队赴亚洁能博格华纳动力驱动系统(天津)工厂进行现场勘查,主动为其一期屋顶与停车场车棚顶分布式光伏发电项目提供接入系统方案的志愿服务。亚洁能博格华纳动力驱动系统(天津)工厂计划在一期内生产车间彩钢屋顶、辅楼混凝土屋顶及8座光伏车棚棚顶建设分
北极星储能网获悉,12月26日,吉利高性能电驱项目在惠山经济技术开发区投产。据悉,该项目总投资100亿元,占地310亩,主要从事高性能电驱动系统产品的研发、生产、销售等,年销售额预计超100亿元,年纳税额预计超10亿元。项目将实现年产60万台,含30万电驱动总成和30万关键零部件的目标。据数据显示,
北极星储能网获悉,10月13日,方正电机发布两条涉及新能源汽车智能驱动系统项目的公告。方正电机拟与湖州莫干山高新技术产业开发区管委会签订项目合作协议,建设年产600万套新能源汽车智能驱动系统项目,项目分两期实施;其中一期项目固定资产拟投资约32亿元,投产后将形成年产300万套新能源汽车智能驱
作为新能源汽车重要的组成部分,电驱动系统技术水平近年来不断提高。据工业和信息化部装备工业一司汽车发展处处长马春生近日在第十四届国际汽车变速器及驱动技术研讨会上介绍:“2021年,纯电动乘用车电驱动系统峰值功率达到95千瓦,较2016年增长34%,多家企业在扁线电机、油冷技术等领域实现突破,电
2月28日,国家电网有限公司董事长、党组书记辛保安,总经理、党组副书记张智刚在公司总部与哈尔滨电气集团有限公司董事长、党委书记曹志安,总经理、党委副书记吴伟章举行会谈。公司副总经理、党组成员潘敬东,哈电集团党委常委、副总经理吕智强、沈同参加会谈。辛保安欢迎曹志安一行到访国家电网公司
珠海市质计所自2017年获批筹建以来,围绕建设国内一流、国际先进,服务新能源汽车核心零部件检验检测、研发中试、标准制修订以及产业孵化的公共技术服务平台,扎实开展了各项筹建工作。
蓝界科技今日公布其将与Karma汽车合作,共同探索在多种未来乘用车和轻型商务车型上以燃料电池系统作为汽车首要驱动力的可行性。燃料电池能为汽车提供快速加注燃料、超长驾驶里程、零有害排放等优势,是传统内燃机的绿色替代品。蓝界科技的燃料电池系统将被集成于Karma汽车的电动车架构内,并在KarmaGS-
日前有外媒报道称,宝马集团宣布在德国丁戈尔芬电动驱动器生产中心扩大产能,以应对全球整车工厂产量提升导致对电驱动系统动力总成及动力电池总成的需求量增大,这一计划的实施要比宝马的预期早了很多。自2013年宝马i3投放市场以来,德国丁戈尔芬电动驱动器生产中心就一直负责电动驱系统动力总成与动力
来自德国腓德烈斯哈芬/苏格兰拉伯特的消息。英国巴士制造商AlexanderDennisLtd.(ADL)正在扩大其产品范围,增加了由燃料电池驱动的双层车型。这款新车还配备了采埃孚的AxTraxAVE轮边电驱动桥,可以有效减少有害气体的排放。除此之外,采埃孚还提供了其他可以优化性能的软硬件。该款样车目前在路测中表
11月6日,万里扬发布公告称,公司与日立汽车系统株式会社(以下简称“日立汽车系统”)签署了《合作框架协议书》,双方将共同开发及销售符合中国市场的e-Axle(新能源汽车驱动系统)。公告显示,日立汽车系统集合了日立集团的雄厚技术力量及制造方面的丰富经验,充分融合汽车部件事业的技术和电子、电动、
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!