如果說電池系統(tǒng)是電動汽車的血液,電控系統(tǒng)是電動汽車的大腦,那么電機(jī)系統(tǒng)則是電動汽車的肌肉。電動汽車三大核心技術(shù)——整車控制器(VCU)、電機(jī)控制器(MCU)、電池管理系統(tǒng)(BMS)的默契配合是電動汽車得以正常行駛的重要原因。其中,電機(jī)接收動力電池的能量,在電控系統(tǒng)的控制下驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動,進(jìn)而帶動汽車行進(jìn)。 汽車電機(jī)在功率密度、效率、抗震性等方面有更高要求。相比于普通工業(yè)電機(jī),新能源汽車驅(qū)動電機(jī)具有更為嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。首先,汽車空間有限,對驅(qū)動系統(tǒng)的尺寸有嚴(yán)格的限制;其次,電池容量有限,要求驅(qū)動系統(tǒng)具有較高的效率;第三,為滿足乘車人員的舒適性要求,驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)具有低噪音和低振動的特性。 永磁同步電機(jī)是當(dāng)前市場主流 目前市場上應(yīng)用最廣泛的新能源汽車電機(jī)主要有永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)三類。三類電機(jī)中,交流異步電機(jī)成本低、結(jié)構(gòu)簡單,主要用于以特斯拉為代表的歐美系品牌,但其存在調(diào)速范圍小、轉(zhuǎn)矩特性不理想的問題,需要性能更高的調(diào)速器以匹配性能;永磁同步電機(jī)效率高、轉(zhuǎn)矩和功率密度大,尺寸小、重量輕,常用于豐田和本田等日系品牌,另外特斯拉 Model 3 也搭載永磁同步電機(jī)產(chǎn)品,但由于其需要稀土材料制成的永磁體為原材料,一定程度上受到資源的限制,成本較高;開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單可靠、系統(tǒng)成本低,但其具有轉(zhuǎn)矩波動大及噪音大等缺點(diǎn),目前應(yīng)用還受到限制,商用車應(yīng)用居多。 我國由于在稀土資源方面的優(yōu)勢,永磁同步電機(jī)成為當(dāng)前新能源汽車市場的主流。根據(jù)2017 年前 5 批新能源汽車推薦車型目錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),乘用車、客車和專用車中永磁同步電機(jī)占比分別達(dá) 75.86%、93.18%和 81.90%,各批永磁同步電機(jī)占比也均在 80%以上,應(yīng)用占比優(yōu)勢明顯。 輪轂電機(jī)是未來行業(yè)趨勢 輪轂電機(jī)將汽車的動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi),實(shí)現(xiàn)每個驅(qū)動輪由獨(dú)立電動機(jī)驅(qū)動的裝置,因其具有布置方便、動力控制靈活、易于實(shí)現(xiàn)制動和能量回收、車身設(shè)計自由度高以及簡化傳動系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn),將是驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向。 輪轂電機(jī)目前發(fā)展的障礙主要有散熱、簧下質(zhì)量控制和一致性校準(zhǔn)三大問題。其中簧下質(zhì)量控制指輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)把驅(qū)動電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、制動器都集中在車輪內(nèi),非簧載質(zhì)量大量增加,可能會導(dǎo)致車輛垂直方向的振動幅度變大,影響車輛行駛過中的平順性與舒適性。而一致性校準(zhǔn)則是由于各輪轂電機(jī)之間轉(zhuǎn)速與扭矩獨(dú)立受控,因而給一致性校準(zhǔn)提出了更高的要求。 目前,應(yīng)用輪轂電機(jī)的汽車大多為基于現(xiàn)有車型的改裝車以及在車展上推出的概念車,量產(chǎn)車還沒有采用輪轂電機(jī)的產(chǎn)品。但我國已有相關(guān)技術(shù)儲備,09 年上海車展亮相的長安E301 和 17 年上海車展亮相的 BJ80 均采用了輪轂電機(jī)技術(shù)。目前我國擁有輪轂電機(jī)技術(shù)儲備的主要有亞太股份和萬安科技兩家企業(yè),兩家企業(yè)均是通過收購國際行業(yè)龍頭股份并在國內(nèi)建立合資公司實(shí)現(xiàn)對輪轂電機(jī)的布局。 雖然目前輪轂電機(jī)同樣應(yīng)用于傳統(tǒng)燃油汽車,但其真正大規(guī)模使用可能更需要新能源汽車的普及作為支撐。新能源汽車的電氣化程度更高,整車控制以電動控制為主,而同時對四個車輪上的電機(jī)進(jìn)行控制正是輪轂電機(jī)普及的一大障礙,因此,電氣化程度更高的新能源汽車發(fā)展有望拉動輪轂電機(jī)技術(shù)的普及。 |
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