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    【新能源電機】油封應用

    日期: 2019-01-03
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    永磁同步電機為何壟斷市場

      [汽車之家?技術]? 續航!續航!續航!目前在純電動車的選購上,電池容量代表的續航能力已經成為了第一參考指標,甚至在很多消費者眼中,續航是去衡量一臺電動車價格高低與產品好壞的唯一標準。但事實上,一輛電動車在技術評定和選購角度上,電池部分僅是參考的其中一環,還有另外兩大核心模塊也決定著產品最終的體驗,那就是電機與電控。所以我們也打算用兩期文章,來幫大家快速且直觀的了解電機與電控到底決定著什么?它們兩個與電池又有什么樣的協作關系?同時它們在現階段又為何難以被重視?

    【新能源電機】油封應用

    ●?協作,是三電技術在新能源汽車上的關鍵

      新能源汽車發展至今,三電技術(電池、電機、電控)正在不斷成為一家車企核心技術實力的證明,其中電池作為決定純電動車續航的基礎,其直白的技術指標更容易被大家所理解和重視。但電控與電機的技術含義則要相對復雜一些,可這兩部分同樣也是決定著車輛的品質以及協助電池組發揮出最大價值的關鍵。

    【新能源電機】油封應用

      就像發動機與變速箱的配合一樣,在電池容量基礎的背后,電控與電機能否達到最佳的協作狀態,將對車輛的性能、電耗以及機械品質起到決定性的影響。簡單來說,電機參數決定了一臺純電動汽車的動力水平和效率,而電控則是控制車輛動力輸出和平衡電耗的總控制臺,三電技術中的每個部分都有著不可忽視的價值,三者之間的協作能力才是決定產品高度的關鍵。

    【新能源電機】油封應用

      相比電池技術的升級換代,電機與電控技術目前在市場中被重視的程度和成長速度就要緩慢很多,技術的復雜程度以及對于成本的權衡,都在讓后者的發展速度不具備像電池那樣急迫的剛性需求,而技術的同質化以及傾向于成本控制,成為了當前電機技術市場的現狀。

    ●?永磁同步電機為何成為了壟斷式技術?

      作為純電動汽車極為重要的一環,電機技術目前被分成兩大類:感應異步電機以及永磁同步電機。在市場應用上,后者目前已經占據了絕大部分的市場份額,即便之前堅持使用感應異步電機的特斯拉,在最新車型Model 3上也改為使用了永磁同步電機,所以我們先簡單了解一下兩類電機的技術優劣勢,看看這種壟斷式的技術現象是如何形成的。

    【新能源電機】油封應用

      感應電機又被叫做交流異步電機,通過名稱也能夠看出,轉子與定子在這套技術下處于“不同步”的狀態,轉子在旋轉上要比定子稍慢一些,也因為這樣的“異步”效應而產生了轉差,而轉差在轉子導體上產生了電流。也因為“異步”的原因,保持穩定的磁場轉動和更高的電磁轉換效率是該技術難點,但反之在成本控制上,感應異步電機可以使用更易獲取的鋁和銅,也讓這套技術有了立足點。

    【新能源電機】油封應用

    『感應異步電機爆炸圖』

      而永磁同步電機從字面上也易理解,就是在轉子中加入了永磁體來強化轉子性能,并與定子在轉速同步旋轉的形態下形成電流,在轉換效率和穩定性上要比感應電機更高,從而能夠直觀的幫助電池組提供更高的續航能力,這也是多數車企選用永磁電機的主要原因之一。但因為需要永磁體,其中最關鍵的是“釹”稀土材料在獲取途徑和采購價格上也更難控制。

    【新能源電機】油封應用

    『永磁同步電機爆炸圖』

    【新能源電機】油封應用

      在電機技術層面,相比于最大功率的輸出,效率轉換則更被車企所重視,所以為了實現更好的續航,永磁同步電機成為了當前被首選的電機技術。以特斯拉Model 3為例,由于底盤更小,所搭載的電池組也就更小,其希望通過提高電機效率來讓車輛達到更好的續航表現。所以特斯拉沒有堅持讓Model 3使用Model S所搭載的感應異步電機,再改為使用永磁同步電機后,Model 3在續航方面并不弱于自家的其他車型(當然車型定位不同,車重也不同,續航也會受此方面影響),也間接說明了永磁同步電機在續航方面對于電池的幫助。

    【新能源電機】油封應用

    【新能源電機】油封應用

      為了更好的滿足續航,當然也是為了迎合消費者的需求,在技術選擇上,即便感應電機的成本更低,車企也更愿意選擇永磁電機來提供車輛的續航里程,就像燃油車為了滿足低排放要求而陸續轉向渦輪增壓發動機一樣,技術要向市場規則和需求低頭,即便另外一條路仍然還有可開發的空間。


    2

    成本控制,電機仍在讓步






































    ●?技術有門路,但成本卻挾持著發展

      為了成本控制和服務于續航,這兩個重要原因在挾持電機技術的發展。博格華納作為目前全球永磁同步電機系統的提供商之一,關于電機發展技術趨勢方面也表示過:當前市場中感應異步電機雖然擁有明顯的成本優勢,但同樣存在一些明顯的弊端,比如體積大、重量高以及對不同車輛平臺的兼容性不佳等問題,這也是為何很多中國新能源車企選擇永磁同步電機的另外一個原因。

    【新能源電機】油封應用

      但在未來的應用趨勢上,隨著新能源市場的繼續擴大,成本控制依然是對于制造商來說首要的考慮因素,所以感應異步電機也會因此會在接下來受到更多重視。根據新能源市場的增長速度來看,永磁材料的需求會讓價格越來越高,性價比的缺失會讓感應電機的成本優勢進一步顯現。根據之前的成功案例,特斯拉使用特殊設計的銅線和銅環來進行焊接,從而彌補了感應異步電機在高轉速下的穩定性以及效率,也證明了未來感應電機技術的可開拓性。


      雖然技術有明確的發展思路,但在整個行業都追求高續航指標的當前,2018年新能源汽車市場幾乎被永磁同步電機給承包了,在沒有明顯差異化的技術前提下,電機也從自身角度被弱化掉了關注度,畢竟對于消費者來說,反正用的都是永磁同步電機,也沒什么可在深究的了。

    【新能源電機】油封應用

    『新款江鈴E200也更換為了永磁同步電機』

      正如前文所說,電機作為三電技術的核心之一,理論上在市場成長推進的過程中本應該做出更好的技術改進,比如更好的轉換效率以及功率輸出的優化。但事實上,近兩年的時間里電機技術領域似乎是一個停滯的狀態,多數車企都在依靠統一的供應商進行電機的采購,而擁有獨立電機技術的企業并不多,技術同質化現象也由此進一步顯現了出來。

    【新能源電機】油封應用

    【新能源電機】油封應用

      中國當前純電動汽車市場仍以微型和小型車為主,在十萬元售價左右,車企既要拿出足夠好看的“續航”數據還要控制成產成本,當所有的產品賣點都在向續航傾斜時,電機這一關鍵的硬件部分自然就因為“成本受限”問題而被忽視掉了。純電動車從磷酸鐵鋰電池過渡到成本更高的三元鋰電池上后,這一部分成本的增加,也在一定程度上讓車企對電機技術的重視進一步弱化。

    【新能源電機】油封應用

      相比2017年,當前中國市場中在售的純電動汽車的確在續航方面有了大幅度提升,但在其他參數指標上整體水平仍停滯不前。電機技術的發展在業內來看也有著明確的推進路線,無論是感應異步還是永磁同步電機,接下來會繼續向小型化、高效率以及集成式的方向發展,但對于剛剛走出萌芽期的新能源汽車市場,究竟是技術照顧需求,還是需求跟隨技術呢?如果始終受限于照顧續航以及入門車型的低成本考慮,電機技術的發展速度仍然不會太快。

    【新能源電機】油封應用


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