新能源汽车电机技术哪家强?我国有技术优势吗?

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2019-01-01

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随着新能源汽车的政策不断放大,传统燃油车的限制越来越广,越来越多的汽车制造商都纷纷宣布和制定了自己彻底停产燃油车的时间。可以肯定地说未来几年后再无燃油车,这个事实基本可以确定是铁板钉钉了。


对于传统汽车来说,构成汽车最关键的三大部件被称作“三大件”,分别是发动机、底盘、和变速箱。而对于电动汽车来说,则情况大相径庭:电动汽车的三大件是:电池、电机、与电控。专业上把这三样东西叫做“三电”。

出去目前依然不“争气”的“刘阿斗电池”之外,电控系统我国当前的研发实力只能算“尚可”。电池的电芯均衡、电池电量SOC实时管控技术只能说是达到国际品均水准,还不敢说能与国际一线企业一较高下。


这虽然很显示但却是客观存在的事实,确实有点让人感到无奈。但电控系统近几年我国的研发力度也在猛烈提升,技术差距与国外先进水平相比正在不断缩小。另一方面,电机由于技术门槛相对低,我国的电机目前也有达到世界一线前列的产品。


1、直流电机1866年,西门子发明了发电机。

1870 年,比利时人格拉姆发明了电动机。从电动机发明到今天历经了接近150年,因此相对来说电动机的技术是非常成熟的。在电动汽车发展的早期,很多电动汽车都是采用直流电动机方案。主要是看中了直流电机的调速控制方式容易的特点。


直流电机的系统相对非常简单,只需要通过简单的控制输入电压即可达到调速目的。而且难能可贵的是,串励电机的“软特性”相当于电机自带了变速箱一样的生猛。可以随着阻力的变化自动变化扭矩。这一特性是交流电机本身不具备的。也是电动汽车“扔掉变速箱”的资本。


但是直流电机本身却不完美:自身复杂的机械结构、相对高昂的制造成本在一定程度上限制了它的运用。另外,直流电机离不开的核心部件“换向器”天生存在绕不开的电火花问题和可靠性问题。定期需要复杂费时的拆装保养进一步限制了它的运用。


2、交流电机

随着科学怪才特斯拉发明交流电,表现出一系列的相对于直流电更完善的优势,交流电取代直流电成为城市供电的标准制式。交流电机也应运而生。结构简单,运行可靠耐用,维修方便。正常使用几乎不会坏的巨大优点让它成为工业上最常见的电机。

交流电机本身存在调速困难的缺点,但随着变频技术的不断普及完善,变频+交流电机的系统开始崭露头角。本身极端优秀的可靠性也让它在汽车上得到运用。目前特斯拉就是使用交流电机的典型代表。

但交流电机也不是不存在缺点:虽然最高效率很高,但“高效率区间”却不宽泛。在特定车速(转速)下效率很好,一旦偏离最佳车速,效率严重恶化。因此各家企业纷纷开始研究其他电机来取代交流电机。永磁电机和同步电机因此纷纷问世。


3、永磁电机

永磁电机的控制系统相比于交流电机的变频系统来说更加简单。高效率范围也比较宽,但是由于受到永磁材料本身的限制,在高温、震动情况下,转子的永磁体会产生退磁现象,使用时间久了电机性能还会衰退。


而且永磁电机为了高性能,往往需要运用昂贵的稀土资源。目前也就中国这样的稀土资源丰富的国家玩得转永磁电机。但稀土资源毕竟是战略资源,不能无休止开发下去。必须找到一种全新的电机取代它。


4、开关磁阻

电机日本、欧洲的权利研发下,开关磁阻电机进入大家的眼帘。结构简单拥有与交流电机一样“变态”的极端可靠性非常适合用于汽车,而且它本身具有和直流电机一样的“软特性”,高效率范围宽泛的惊人,从起步到极限转速下几乎都能维持非常高的效率。


开关磁阻电机如此惊人,为何目前没有成为车载动力的主流呢?其实是因为这种电机对控制系统的要求极高,数字化矢量化的控制系统开发难度非常大。不过好在我国是这方面的高手。国产开关词组电机甚至被钦定用在了路虎未来的EV系列之中。总算是有一件让我们中国人扬眉吐气的优势产品了!