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電動汽車的核心元件永磁同步電機,你了解多少?

   日期:2019-07-04     來源:工控自動化聯盟    作者:中國汽車材料網    評論:0       [ 進入汽車材料社區 ] [ 汽車材料館 ]
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核心提示:【中國汽車材料網】電機作為電動汽車的動力源泉,其重要性不言而喻,目前國內大多數電動汽車采用功耗較低但是制造成本較高的永磁同步電機,例如比亞迪、北汽新能
 【中國汽車材料網】電機作為電動汽車的動力源泉,其重要性不言而喻,目前國內大多數電動汽車采用功耗較低但是制造成本較高的永磁同步電機,例如比亞迪、北汽新能源、吉利帝豪(參數|圖片)等;當然也有少數車型采用了成本較低但是更為費電的交流異步電機,例如蔚來 ES8、江鈴 E200 等。
 
說到永磁同步電機就不得不提及小時候玩的四驅車馬達,由于電生磁的原理,電機中的線圈在通電后會產生磁場,同時與內部的磁鐵之間由于同極相斥開始轉動,這時候電流的增大帶動線圈轉動的速度。
 
不同于永磁同步電機采用磁鐵+線圈的設計,交流異步電機采用線圈+鐵芯的設計,雖然同樣采用電生磁的原理,但是相較于永磁同步電機只需要給線圈通電不同,交流異步電機需要同時給線圈和鐵芯通電。磁場出現后,隨著交流電的改變,磁場的方向和大小也在不斷改變,這時線圈便開始在磁場中做切割運動,同時出現感應電流。在電動汽車的電機使用方面,目前大多數國內廠商喜歡使用永磁同步電機,但是歐美公司大多會選擇采用交流感應電機,這主要有以下幾個原因:
 
1.歐美廠商的電動汽車最初主要是做電動跑車,其需要較大的扭矩以實現高加速度,并且隨著技術的進步,雖然永磁同步電機已經出現并且效率更高,但是讓歐美廠商放棄已經成熟的感應電機技術轉向感應同步電機的研發顯然不可能,國內廠商之所以采用永磁同步電機較多也和市場環境因素有關。
 
2.撇開市場和技術因素,目前永磁同步電機采用的稀土材料在海外分布也相對稀少,根據資料,目前中國擁有全球 70% 左右的稀土資源,并且永磁體的主要原料釹鐵硼磁性材料的總產量達到了全球的 80%,在這樣的環境下中國以永磁同步電機為主也不會感到意外。
 
關于這兩種電機的優劣勢,下表做出了相關匯總:

 
目前國內使用感應電機的新能源品牌主要是蔚來,其中 ES8 延續之前發布的電動跑車采用了異步感應電機的設計,前后雙電機的設計可以帶來最大 478kW 的功率,并以此帶來 4.4 秒的百公里加速,而電機供應商則是自家的蔚然動力。
 

 
不同于 ES8 全異步感應電機設計,蔚來旗下第二款量產車型 ES6 雖然在基準版中采用了雙永磁同步電機的設計,但是其性能版中采用了異步感應電機與永磁同步電機組合的方式,其前軸搭載了 160kW 永磁同步電機,后軸則搭載了 240kW 的異步感應電機,這樣的搭配讓 ES6 不僅擁有更長的續航里程,同時也兼顧了高性能。
 

 
下表是關于這兩款車的相關信息:

 
目前國內電動汽車廠商大多采用永磁同步電機,相較于交流異步電機,永磁同步電機的性能表現更好,并且體積和重量方面也更占優勢,而且制造時需要的稀土材料在國內也十分豐富,因此采用永磁同步電機的車型在國內種類繁多。目前采用永磁同步電機的品牌主要有北汽新能源、比亞迪、小鵬汽車、吉利、奇瑞、威馬等品牌,并且制造永磁同步電機的品牌也有很多,其中不泛包括西門子、博世、大陸、博世等機械大廠,北汽新能源和比亞迪也開發了自家的永磁同步電機。
北汽新能源自研的永磁同步電機目前已經出現在旗下北汽新能源 EU5 車型上,并且這款車型擁有 R500 與 R550 兩款車型,其中 R500 的綜合續航里程達到了 416km,R550 更是高達 460km,并且這款車型電機的最大輸出功率達到了 160kW,補貼后最高 16.19 萬的售價也提升了它的購買價值。
下表是關于這款車的相關信息:
作為國產新能源品牌的領頭羊之一,比亞迪以永磁直流電機的研發和生產制造為主,根據其最近發布的 e 平臺概念,他們的電機具有許多功率的版本,相較于交流異步電機,它提速更快并且由于結構簡單,因此在維護方面更占優勢。
目前搭載這款電機的車型有比亞迪元 EV,它的峰值功率達到了 160kW,綜合續航里程在 305km 左右,并且補貼后 10 萬不到的售價也成為小型 SUV 中極具競爭力的車型。
下表是關于這款車的相關信息:

 
精進電動是一家在 2008 年成立于北京的電機制造品牌,他們主要開發電動汽車等新能源車型的驅動電動系統,目前已經有峰值 140kW 輸出功率的電機,而合作公司方面有吉利、小鵬汽車等,作為國內電機制造領域品牌之一,精進電動的實力值得我們關注。
小鵬汽車 G3(參數|圖片) 在性能方面擁有最大輸出功率 145kW 的電機,擁有 47.6kWh 電池容量的它帶來了 365km 的綜合續航里程,補貼后不到 20 萬的售價搭配 X-Pilot 智能駕駛輔助系統也進一步提升了其購買價值。
 
下表是關于這款車的一些信息:
博格華納在汽車制造領域算是老大哥級別了,他們在新能源車型的電機領域絲毫不輸于西門子、大陸等品牌,國內電動車領域基于博格華納平臺開發的電動汽車很多,其中威馬 EX5 就采用基于博格華納開發的平臺。
威馬 EX5 在博格華納的 EDM 集成電橋上自主繼承了逆變器、高壓配電等動力部件,由于采用高集成度設計,這款車在采用前置電機的前提下帶來前艙儲物盒設計,并且官方表示這款車動力系統的傳動效率達到了 93%,峰值輸出功率達到了 160kW,其綜合續航里程最高達到了 460km。
下表是關于這款車的相關信息:
作為機械制造領域的大廠之一,博世在電機等方面的能力也是值得肯定的。
 
國外大眾、戴姆勒和寶馬等品牌的新能源車型大多采用來自博世的電機進行開發,國內車和家發布的旗下首款量產車理想 ONE 前軸就采用了來自最大功率100kW的博世永磁同步電機,其百公里加速時長僅 5.6s。
下表是關于這款車的一些信息:
電機作為電動汽車三大件中的動力系統,其重要性不言而喻,從一定層面上來說采用自主研發的方式不僅可以降低成本,并且不會受到供貨商的限制問題,目前來看已經擁有自研電機的汽車企業僅有北汽新能源、比亞迪和蔚來三家,不過隨著電機研發技術的發展,未來采用自研電機的汽車制造商會越來越多。
 
連接技術 新能源
 
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