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新能源汽車的核心“三電”介紹

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1818次  |  2020年07月20日  

新能源汽車差別于傳統(tǒng)車最核心的技術(shù)是“三電”,包括電驅(qū)動(dòng),電池,電控。


電控


目前,新能源汽車所使用的控制系統(tǒng)大多是在傳統(tǒng)汽車控制器基礎(chǔ)上,再進(jìn)行一些適應(yīng)性的更改,形成適應(yīng)于新能源汽車工作的控制軟件。國(guó)內(nèi)在電機(jī)、電控領(lǐng)域的自主化程度仍遠(yuǎn)落后于電池,部分電機(jī)電控核心組件如IGBT芯片等仍不具備完全自主生產(chǎn)量力,具備系統(tǒng)完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整車公司和零部件公司仍是少數(shù)。隨著國(guó)內(nèi)電機(jī)電控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善,電機(jī)電控系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化率逐步提高,電機(jī)電控市場(chǎng)具有的增速有望超過(guò)新能源汽車整車市場(chǎng)的增速。


此外,隨著整車車體結(jié)構(gòu)輕量化的推進(jìn),電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)在新能源汽車整車中的成本占比也逐漸上升。根據(jù)Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),新能源汽車動(dòng)力總成(電機(jī)、電控、變速器)的成本分別占整車成本的15.67%(轎車)和13.69%(小型貨車),總成占比僅次于電池和BMS系統(tǒng)。在新能源汽車補(bǔ)貼逐步退坡的政策驅(qū)動(dòng)下,動(dòng)力總成成本、重量下降的壓力將逐步向上傳導(dǎo)至電機(jī)、電控產(chǎn)品廠商,具備技術(shù)、規(guī)模優(yōu)勢(shì)的供應(yīng)商將在成本下降的過(guò)程中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。因此,電機(jī)電控市場(chǎng)在很大程度上仍將影響新能源汽車市場(chǎng)的走向。


電驅(qū)


電驅(qū)由三部分構(gòu)成:傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)、逆變器。


目前國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都是單機(jī)減速,即沒(méi)有離合、沒(méi)有變速。未來(lái)各電動(dòng)汽車公司將會(huì)在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上新增復(fù)雜性,同時(shí)降低對(duì)電機(jī)、電機(jī)變阻器的需求,即提高性能,降低成本。


電機(jī)由三部分組成:定子、轉(zhuǎn)子、殼體,電機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在定子、轉(zhuǎn)子。


轉(zhuǎn)子即新能源汽車的主驅(qū)動(dòng)電機(jī),它承擔(dān)了與新能源汽車運(yùn)動(dòng)相關(guān)的所有功能。新能源汽車的電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)即為向前行駛,反轉(zhuǎn)即為倒車。新能源汽車在正轉(zhuǎn)加速行駛過(guò)程中,電機(jī)為負(fù)扭矩,扭矩的精確意味著新能源汽車加速速度的快慢。當(dāng)扭矩出現(xiàn)誤差時(shí),要電機(jī)來(lái)完成的新能源汽車加速,里程數(shù)則轉(zhuǎn)變?yōu)橐耐饶芰康碾姵貋?lái)完成,而電池的成本相比電機(jī)較大,因此新能源汽車電機(jī)的效率和性能至關(guān)重要。


逆變器是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的設(shè)備,若一臺(tái)電動(dòng)汽車的逆變器能支持較高電壓,則相應(yīng)的電壓充電流較大,功率較大,這意味著同樣電流進(jìn)行充電,充電功率可以等比例放大,即充電時(shí)間會(huì)縮短。若提高逆變器的支持電壓,則相應(yīng)的充電時(shí)逆變器出現(xiàn)的熱量會(huì)變多,那么就要解決逆變器中IGBT模塊的散熱問(wèn)題,這是提高充電效率的關(guān)鍵問(wèn)題,目前日本豐田對(duì)此研究較深入,例如其加硅碳技術(shù)的應(yīng)用。


電池


電池是與化學(xué)、機(jī)械工業(yè)、電子控制等相關(guān)的一個(gè)行業(yè)。電池的關(guān)鍵在電芯,電芯最重要的材料便是正負(fù)極、隔膜、電解液。正極材料廣為熟知的有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元、高鎳三元,其中,鈷生產(chǎn)在剛果,但剛果地區(qū)動(dòng)蕩不安,同時(shí)當(dāng)?shù)乇Wo(hù)政策限制鈷礦石出口,因此鈷的市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)較大。為了擺脫鈷的成本對(duì)正極材料行業(yè)的負(fù)面影響,業(yè)內(nèi)對(duì)正極材料的研究開(kāi)始往低鈷方向發(fā)展,從333到523,到622,到811。811的電池正極材料配方中,鈷含量不到10%,此款配方的電池未來(lái)一兩年、兩三年內(nèi)就會(huì)出現(xiàn),因此投資鈷材料的人士需謹(jǐn)慎。


電池產(chǎn)業(yè)中,電池安全也是一塊不容忽視的領(lǐng)域。電池安全很大程度上取決于電池管理系統(tǒng)軟件的成熟度和全面性,特別是大功率、大電流的電池要保證長(zhǎng)期安全是較困難的??紤]到軟件匹配程度和成本等問(wèn)題,新能源汽車整車生產(chǎn)公司不應(yīng)向其他公司購(gòu)買(mǎi)電池安全系統(tǒng)軟件,而應(yīng)多在自主研發(fā)等方面下功夫,生產(chǎn)出適合公司產(chǎn)品的電池軟件系統(tǒng),使產(chǎn)品具有長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。


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