新能源汽车电机行业分析_新能源汽车电机行业分析论文

2024-08-24 16:08:45

1.电动汽车电机差别

2.新能源汽车驱动电机与工业驱动电机有何不同？

3.新能源汽车永磁同步电机的发展史，究竟是怎样的？

4.动力电池发展趋势分析，关于电驱和电控

5.新能源车电机概念股有哪些

新能源汽车电机行业分析_新能源汽车电机行业分析论文

中国新能源发展前景和趋势

1.巨大蛋糕下被化的国产车企

据国家统计局数据显示，我国2021年汽车类零售额超过4万亿元，达到4.4万亿元。

4.4万亿元是个什么概念？作为人均GDP世界第三的瑞士，2021年全年的GDP为5.67亿。可想而知，我国汽车市场的体量有多大。

可如庞大的市场，国产车企能获得的利益并不理想。

曾经的《外商准入特别管理条例》中规定：任何车企进入中国，均需要与中国车企合资，并且中国企业的股份不能低于51%，旨在用市场换技术，让外资车企教会国内的车企造车。

但结果显而易见，外资拿到了市场，但国内车企自始至终都没能在发动机上有所突破，只能沦为配件商。外资用核心技术拿捏住高额利润，国内车企却只能在为“蝇头小利”奔忙。

2.国产车企想要弯道超车，新能源或是最好的机会

之所以这么说，是因为新能源车它避开了传统发动机的技术壁垒，这使我们与外资站在同一起跑线上。

不仅如此，作为新能源汽车的核心——电池和电机，我们正在全速向前。

电池以麒麟电池为例，从现在宁德时代对外数据来看，麒麟电池将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg，磷酸铁锂电池系统能量密度提升至160Wh/kg。在相同的化学体系、同等电池包尺寸下，麒麟电池包的电量，相比特斯拉自研的4680系统可以提升13%。

而在电机方面，国产电机已经稳稳站在第一梯队。《中国汽车报》曾报道，2008年到2018年，中国新能源汽车电机和电驱专利申请总量就达到了世界第一。

除此之外，我们更有一个得天独厚的优势——关键原料。

电机的关键原料是稀土钕铁硼磁体，这是目前人类发现的最强的永磁体。或许很多人不明白，这算什么优势？那是因为你不知道，全世界90%的稀土供应来自中国。这就意味着我们通过稀土，就能钳制永磁电机的生产，进而卡住新能源汽车的脖子。

3.新能源汽车撬动的是整个能源产业的变革

可抢占汽车赛道就是我们的目标吗？不是！我们的目标是成为世界能源变革的先驱。新能源产业是撬动这个目标的一部分。而新能源车企，又是这个产业的一部分。

我国对外原油依赖度是72.91%，众所周知，原油又是和美元挂钩。这就说明，美国国内出现经济问题，就可以通过无限印发货币转嫁经济危机。而我国如此高的原油依赖度，无疑就成了美元霸权下的“大冤种”！

想要摆脱这种局面，就要完成能源产业的变革。而变革的关键就是——电能！

我国电能有多牛？从2011年开始，我国电力装机总数就一直稳居世界第一。与此同时，中国特高压技术，也是稳稳的世界第一。就连美国的电力工程师，都开始流行学中文。

我国是唯一全面掌握特高压输电技术的国家，也是特高压输电领域的标准制定者，美国工程师要想了解特高压这个先进的输电技术，就必须学中文。

原油也好，电力也罢，最终都要为产业服务。而能源最大的支撑，就是汽车产业。

作为世界最大消费市场，我国新能源的发展，能够倒逼世界新能源产业的扩大，所以，抢占新能源汽车赛道，十分重要。

看到这里，我们不难发现，新能源产业或许不是民族复兴的的咽喉，但绝对是复兴之路重要的经济支撑。想要摆脱“大冤种”的身份，就要奋力领跑第四次能源革命！

电动汽车电机差别

本人认为新能源汽车有以下核心技术：

1.新能源汽车的核心技术主要是电池、电机和电控，也就是常说的“三电”系统。电池作为新能源汽车的动力电池，主要影响新能源汽车的续驶里程和充电速度。目前，我国新能源汽车使用的动力电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。不久以前，我国新能源乘用车基本开始用能量密度更高的三元锂电池。电动汽车的连续续驶里程从300公里迈进了现在的500公里时代，很大程度上得益于三元锂电池。

2.中国动力电池技术处于世界领先地位，根据可靠数据，全球前10大动力电池企业中，中国占7家。电机主要影响新能源汽车的速度、加速性能、爬坡性能和负载能力。电机一般可分为永磁同步电机和交流异步电机，我国新能源汽车普遍用效率更高、可靠性更强、体积更小的永磁同步电机。目前，中国有五个电机品牌跻身世界前十。

3.电控系统与电机和电池神经中枢相连，主要对整车进行动态监测，及时反馈调整各项技术参数。电控系统主要包括电池管理系统（BMS）和电机管理系统。北京新能源拥有完全自主知识产权的第三代超级EMD3.0电控技术，可检测全部260个部位数据，实时监控电池，安全保护电池充放电过程，充电异常自动预警和低温预热，可实现环境正常开机和35度以下零充电。

4.比亚迪去年分销的IGBT4.0是电机控制系统的核心部件。它是新能源汽车的核心技术，它的好坏直接影响电动汽车动力的释放速度：直接控制直流和交流转换，同时进行交流电机变频控制，决定驱动系统转矩（直接影响汽车加速能力）、最大输出功率（直接影响汽车最高速度）等。比亚迪IGBT被誉为新能源汽车的“中国芯”。其研发的成功打破了欧洲和日本在该芯片上的垄断，有效降低了新能源汽车的制造成本和整车能耗。

综上所述，新能源是一种可持续的绿色能源，取之不尽，用之不绝.在主要的新能源中，风能、太阳能取之不尽，但这种能源也受风速不稳定、太阳日照时间长短等因素的困扰，导致电力不稳定.核能是一种很有前途的能源，对于解决我国环境污染问题有着非常重大的作用；

新能源汽车驱动电机与工业驱动电机有何不同？

新能源汽车有三大优势:环保、经济、简单。在纯电动汽车中尤其明显:电动机代替燃油发动机由电动机驱动，没有自动变速器。与自动变速器相比，该电机结构简单，技术成熟，运行可靠。甚至被认为是中国汽车工业在新能源汽车产业中的实现&ldquo弯道超车。希望的领域之一。新能源电动蒸汽伴侣需要由电机驱动系统、电池系统和车辆调节系统三部分组成，其中电机驱动系统直接将电能转化为机械能，这决定了电动汽车的性能指标。因此，驱动电机的选择尤为重要。然后，汽车边肖会耐心而简要地向朋友们介绍电动车电机的不同之处。

电动汽车的驱动电机应具有以下特征:

l大范围恒功率，满足汽车变速性能。

l启动扭矩大，调速能力强

l高效率，大面积高效率

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l瞬时功率大，过载能力强

l功率密度高，体积小，重量轻

l环境适应性强，适应恶劣环境

l能量反馈效率高

根据驱动原理，电动汽车的驱动电机可以包括以下四种类型:

1.直流电动机

在电动汽车发展的初期，很多电动汽车基本上都用了DC电机方案。关键是看中DC电机的成熟产品，轻松的调节方式和出色的调速。但是，由于DC电机本身的短板非常突出，其机械结构复杂(电刷和机械换向器等)。)限制了其瞬时过载能力和电机转速的进一步提高。而且在长时间工作的情况下，电机的机械结构会造成损耗，增加维护成本。另外，电机转动时，电刷火花会使转子发热，浪费能量，使散热困难，还会造成高频电磁干扰。这些因素基本上会影响到具体的车辆性能。

由于DC汽车的缺点非常突出，DC汽车已经在电动汽车中被淘汰。

2.交流异步电动机

交流异步电机是目前工业上广泛使用的一种电机。其特点是定子和转子由硅钢片叠片而成，硅钢片两端由铝盖封装，定子和转子之间没有机械零件相互接触。它结构简单，运行可靠耐用，维修方便。交流异步电机比同等功率的DC电机相对效率高，质量轻一半左右。如果用矢量调节，可以获得与DC电机相当的可控性和更宽的调速范围。交流异步电机因其效率高、比功率高、适合高速旋转等优点，是大功率电动汽车中应用最广泛的电机。

但在高速旋转的情况下，电机转子发热严重，工作时需要保证电机的冷却。同时，异步电机的驱动和调节系统非常复杂，电机本身的成本也偏高。此外，逆变器在运行时需要提供额外的无功功率来建立磁场。因此，与永磁电机和开关磁阻电机相比，异步电机的效率和功率密度较低，不是能效的最佳选择。

异步电机在美国应用广泛，这也是人为与路况有关。在美国，高速公路已经具备了必要的规模。除了大城市，大部分汽车都是以必要的高速连续行驶，所以能高速旋转、高速时效率高的异步电机被广泛使用。

3.交流异步电动机

根据定子绕组电流波形的不同，永磁电机可分为两种类型。一种是无刷DC电机，具有矩形脉冲波电流；另一种是永磁同步电机，它有正弦波电流。这两种电机在结构和工作原理上相似。转子基本都是永磁体，缩短了励磁带来的损耗。定子配有绕组，通过交流电产生扭矩，因此冷却比前一年更容易。由于这种电机不需要安装电刷和机械换向结构，工作时不会产生换向火花，运行安全可靠，维修方便，能量利用率高。

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永磁电机的调节系统比交流异步电机简单。但是由于永磁材料本身的限制，转子的永磁体在高温、振动、过流的情况下会引起退磁，所以永磁电机在复杂的工况下与去年同期相比很容易损坏，所以这一块需要进一步开发和改进。

而且永磁材料价格较高，所以整个电机及其调节系统的成本较高。目前只有稀土丰富的中国比较倾向于使用永磁电机的电动汽车驱动方案。和日本、欧洲一样，永磁电机也需要使用轻稀土永磁材料，直接改用不需要稀土材料，但对调节器设计要求较高的开关磁阻电机。

4.开关磁阻电机

开关磁阻电机作为一种新型电机，与其他类型的驱动电机相比，结构最简单。定子和转子是由普通硅钢片制成的双凸极结构。转子上没有绕组，定子装有简单的集中绕组。它具有结构简单牢固、可靠性高、重量轻、成本低、效率高、温升低、维修方便等优点。而且它具有DC调速系统可控性好的优良特性，同时满足恶劣环境下客观条件的要求，非常适合作为电动汽车的驱动电机。

然而，开关磁阻电机具有转矩波动大、位置检测器和非线性系统的特点，磁场呈跳跃旋转，调节系统复杂。它会对DC电源产生很大的脉冲电流。此外，开关磁阻电机是双凸极电机，不可避免地存在转矩波动，噪声是开关磁阻电机最关键的缺点。

然而，最近的研究表明，通过合理的设计、制造和调整技术，可以完全抑制开关磁阻电机的噪声。目前，日本对开关磁阻电机的研究相当深入。日本制造的开关磁阻电机也广泛应用于电动汽车、家用电器等行业。现在国内一些厂商也逐渐关注这款电动车驱动电机未来的发展方向。

为新能源汽车创造高效的驱动电机

基于对电机和电动车行业的深入探索和长期积累，致远电子在MPT系列电机测试系统&mdash上成功集成新能源汽车专用测试项目；&mdashMAP和进一步的能量反馈测试为广大电动汽车电机设计人员提供了优秀的测试排除方法。

1.地图图

根据GB/T18488-2015《电动汽车驱动电机系统测试规范》，需要用MAP图对新能源汽车驱动电机进行测试，获得电机的效率特性和高效区分布。实际测试结果如下:

在图中，横轴是转速，纵轴是扭矩，颜色代表副的效率。它代表了电机在不同工作区域(转速和扭矩)的效率特性分布，橙红色部分是电机的高效区域。高效区分布越广，电机在各种工况下运行越省电。

致远电子MPT电机测试系统内置MAP自动测试功能，可根据用户预设的加载条件，自动调整负载和被测电机在相应工况下的负载，获得不同工况下的效率。最后将海量的测试数据整合成MAP图，可以直观地为用户分析电机的效率特性和高效区的分布。

2.进一步的再生能量反馈测试

同样，根据GB/T18488-2015《电动汽车驱动电机系统试验规范》，需要做好新能源汽车驱动电机的再生能量回馈试验。本次测试的目的是考虑驱动电机在制动时，即在发电机状态下运行时，是否能正常实现电能的反馈，同时评估电机的真实能耗。

致远电机MPT电机测试系统针对驱动电机的再生能量反馈测试，借助内置的MDA电机和驱动器分析仪的集成功能，可以灵活地实时集成电机调节器的输入端，从而准确捕捉电机在制动时的反馈能量值。

同时，致远电机根据电机调节器与动力电池之间的DC充放电特性，专门设计了充放电积分功能，可以在样率周期内实时积分电机调节器输入端的电信号，即使电机在电机状态和发电机状态之间快速切换，也能捕捉一段时间内电机与动力电池之间的能量传递状态。

好了，今天，边肖汽车的朋友们简要介绍的电动汽车电机有这么多不同之处。不知道小伙伴们听了边肖汽车的简介后，对电动车电机的差异有没有更好的了解。希望边肖汽车的简介能对朋友们有所帮助。如果你想了解更多的知识，那就关注这个网站。边肖车在这里等你！

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新能源汽车永磁同步电机的发展史，究竟是怎样的？

相似之处：

1.它们都是马达

看似废话，我想说的是，电动车的电机只是一种电机，没什么特别的。分析方法逃不过常见的电磁分析方法，计算工具都是有限元软件，仿真求解器都是基于瞬态求解器，电磁方程逃不过麦克斯韦方程。没什么大不了的，是有特殊负载要求的电机。

2.分类和控制是一样的

电动汽车也分为感应电机和永磁电机，控制理论和方法与工业电机没有区别。

差异：

1.严格的体积和重量要求

因为是车载，所以这个要求比较突出。普通工业电机对尺寸和重量没有这么严格的要求，因为工业场地巨大，一般都是先达到工业目标。不同的电动汽车，其尺寸和重量决定了其动力性能和驾驶体验，直接影响产品质量。所以电动车电机的难点在于提高功率重量密度和功率体积密度。电机越小越轻越厉害越好。

2.独特的扭矩特性

启动或低速时需要超高扭矩，这样汽车的速度才能以最快的方式提高到所需的速度。通用工业电机没有这么高的启动速度要求。同时，需要在高速时提供足够的动力，使汽车能够高速巡航。

3.调速范围宽

最大速度可能是电机基本速度的四倍甚至更高。目前电动车的最佳解决方案是省去多速变速箱，只使用固定齿轮组。这样电机的转速范围越宽越好。以特斯拉的S型为例，电机最高转速可以达到18000转/分，相当可怕。这是对电力电子调速器的一个巨大考验。

4.全面的效率要求

与电力机车不同，电力机车由受电弓供电，电动汽车由电池供电，续航里程完全取决于电机效率。电机效率每增加1%，续航里程可增加1%。因此，电机的效率非常高。再高一点就是胜利，每一点能量都要优化。

5.其他人

至于低噪音、高稳定性、合理散热、性价比等等，我就不提了。这些是基本要求。

技术细节：

1.扭矩-速度效率分布图：

电动汽车电机的效率分布图应如下：

电动车电机和工业电机有什么异同？

电动车主要在黄区行驶，不会频繁起步，也不会超高速连续行驶，中间会加速减速。所以对于效率范围来说，**区域最好有更高的效率。因此，我们希望**区域可以在三个方向上延伸，以满足最大的能量利用率。

2.调速曲线：

和普通电机基本类似，区别是恒功率区更宽；最高速度可以达到基本速度的4倍。

3.电机漏磁越小越好！

这与工业电机有很大不同。这主要是感应电机。以直接接入电网的一般工业感应电机为例，转子侧的开槽可以简称为“花式开槽”。有深槽，双槽，斜槽。其中一些设计旨在改善气动特性，一些设计旨在折中低速和高速性能，一些设计旨在减少扭矩波动。但是，这些花式槽都增加了漏磁。电动汽车的电机由逆变器精确控制，因此所有的起动特性都不同于传统电机。因为控制器可以控制启动时的频率和幅度，所以不会有直接接并网电机的缺点。这时候就要求漏磁通量越少越好，槽越浅越宽越好！同时，适当增加气隙宽度，以降低高频谐波分量的阻抗。如果条件允许，尽量用铜鼠笼代替铝鼠笼(高阻)。特斯拉汽车公司的感应电机生动地展示了这些特点：

4.永磁电机

永磁电机主要用于混合动力汽车。混合动力汽车中的电机100%是永磁电机。完美的市场份额。为什么？因为它体积小，重量轻，功率密度高。永磁体分为BLAC(无刷交流)和BLDC(无刷DC)。两个电机结构基本相同，唯一的区别在于控制的电流波形。BLAC是正弦波，BLDC是矩形波。相对来说，BLAC的表现略好于BLDC，但优势不明显。最著名的永磁电机是丰田普锐斯电机：

整机的设计目前已经基本达到了电机设计的极限，可以称之为手工艺。

动力电池发展趋势分析，关于电驱和电控

电动汽车具有低噪声、零排放、高效率、节能、能源多样化和综合利用等明显优势，成为各国发展的主流。随着永磁材料性能的提高和成本的降低，永磁同步电机(PMSM)以其高效率、高功率因数和高功率密度的优势成为电动汽车驱动系统中的主流电机之一。

永磁电机驱动系统

永磁电机不仅具有无刷结构和交流电机运行可靠的优点，还具有DC电机调速性能好的优点。它不需要励磁绕组，可以实现小尺寸和高控制效率。它是电动汽车电机研发和应用的热点。永磁电机驱动系统可分为无刷直流电机系统和PMSM系统。无刷DC电机(BLDCM)系统具有转矩大、功率密度高、位置检测和控制方法简单等优点，但换向电流难以达到理想状态，会引起转矩脉动、振动和噪声等问题。无刷直流电机系统在速度要求不高的电动汽车驱动领域具有一定的优势，得到了广泛的重视和应用。永磁同步电机(PMSM)系统具有控制精度高、转矩密度高、转矩稳定性好、噪声低等特点。通过合理设计永磁磁路结构，可以获得较高的弱磁性能，提高电机调速范围。因此，它在电动汽车驾驶中具有很高的应用价值，受到国内外电动汽车行业的高度重视，在日本得到了广泛应用。是一种理想的电动汽车驱动系统。

1.日本电动汽车用永磁同步电机的现状

日本从1965年开始发展电动汽车，1967年成立日本电动汽车协会。由于永磁同步电机的优异性能，自问世以来一直受到日本汽车公司的青睐。1996年，丰田汽车公司的电动汽车RAV4用东京电机公司的插入式永磁同步电机作为驱动电机，其下的日本富士电子研究所研制的永磁同步电机可达到最大功率50kW，最大转速1300r/min。1998年1月，日产公司开发的新一代电动乘用车在美国加州投入使用。驱动电机用钕铁硼材料，电机体积小。电动汽车驱动电机的技术指标见表2。

近年来，日本电气工程研究实验室与其他公司合作推出了一款内置双层永磁体的永磁同步电机(如图1所示)，提高了电机的横轴电导，增加了电机10%的转矩，增加了10%的最大效率区，电机最大峰值效率可达%以上，主工作区效率可达93%以上。

2.欧洲电动汽车用永磁同步电机的现状

在法国的VEDELIC电动汽车项目中，PSA电动汽车动力总成制造商Moteurleroy-Somer在19年改进了驱动电机。选用的新型驱动电机是三相永磁同步电机。

与传统的DC驱动系统相比，法国用的三相永磁同步电机在以下三个方面进行了改进：①功率密度比和转矩密度比更高；②效率更高；③可靠性提高，维护方便。德国第三代奥迪混合动力汽车的驱动电机用永磁同步电机(PMSM)。最大速度为12500转/分钟，最大输出功率为32kW。

3.美国电动汽车用永磁同步电机的现状

电动汽车在美国的发展比日本晚。在美国，感应电机的设计和控制策略已经成熟，因此感应电机是电动汽车的主要驱动电机。而美国也对永磁同步电机进行了研究，成果突出。詹姆士开发的永磁同步电机。歌迪和凯文。SatCon公司的LeRowR.E用定子双绕组技术，不仅扩大了电机的转速范围，而且有效利用了逆变器的电压，绕组电流小，电机效率高。表4显示了美国SatCon公司开发的电机在不同速度和功率下的效率特性。

新能源车电机概念股有哪些

电驱涵盖三部分，分别是传动机构以及电机，还有逆变器。现在国内和国外电动汽车的传动机构都是单机减速，也就是无离合，无变速。未来各个电动汽车公司，将会在传动机构上增加其复杂性，降低对汽车电机以及电机变阻器的要求，提升其性能，降低其制造成本。

电机涵盖三部分，分别是定子以及转子，还有壳体。电机技术的关键在定子和转子。转子也就是新能源汽车的主驱动电机，其承担了和新能源汽车运动有关的一些功能。新能源汽车的电机涵盖正转以及反转，正转也就是向前行驶，反转也就是倒车。

新能源汽车在正转加速行驶过程中，电机是负扭矩，扭矩的精确，代表新能源汽车加速速度的快慢程度。当扭矩出现误差的时候，需要汽车电机来进行新能源汽车加速，里程数转变为需要消耗同等能量的电池，电池成本和电机相比较大，所以新能源汽车电机的效率以及性能很关键。现在汽车专用电机驱动系主要分为三种，一是直流电机驱动系，二是永磁同步电机驱动系，三是交流感应电机驱动系。

逆变器是把直流电转变为交流电，如果一辆电动汽车的逆变器，能够支持较高的电压，那么相应的电压交流较大，功率较大，代表同样是电流进行充电，充电功率能够等比例放大，也就是充电时间会缩短。如果提升逆变器的支持电压，也就是相应的充电时逆变器产生的热量会增加，那么就需要解决逆变器里面IGBT模块的散热问题，是提升充电效率低的主要问题。

新能源汽车的汽车电机以及电控系统，是传统汽车的发动机，也就是变速箱功能的替代品。其性能直接对电动汽车的爬坡以及加速，最高速度等关键性能指标产生影响。

与此同时，电控系统面临的工况较为复杂，需要能够频繁启动、停止、加速、减速、爬坡、低速行驶等状况时要求低转矩，具备大变速的范围。混合动力汽车还需要处理汽车电机启动以及发电，制动能量回馈等特别的功能。

电控方面，对于普通的汽车主机企业而言，真正掌握的仅仅是整车控制器，新能源汽车的整车控制器，以及传统汽车的整车控制器差别较小，成熟度较高。

这个数量比较多。可以细分为整车制造、部件、电池等等分别对待。

1、从电控方面分析：新能源汽车电控龙头是万向钱潮（000559）000559，涉足新能源汽车动力总成，拥有电控、电机、电池较为完整的产业链和产业化规模，是国内较为优质的新能源汽车动力总成供应商。

2、从电机角度分析：新能源汽车电机龙头是宁波韵升（600366）600366，利用开发磁性材料的优势主攻汽车电机产品，新能源汽车所需磁钢是公司在高新钕铁硼应用领域的重大拓展，可取得巨大收益。公司参股的上海电驱动有限公司专门从事新能源汽车用电机系统研发和生产，是该细分领域的龙头企业。

3、从电池角度分析：新能源汽车电池龙头是中信国安（000839）000839，拥有国内最长的锂电池产业链。还有成飞集成（002190）、德赛电池（000049）、风帆电池、江苏国泰（002091）、杉杉股份（600884）、中炬高新（600872）等

4、整机方面，有600066 宇通客车、600166 福田汽车、000957 中通客车、000868 安凯客车、600458 时代新材、比亚迪等。