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新能源电动汽车三电:电驱、电池、电控原理、发展现状和未来趋势

新能源电动汽车三电:电驱、电池、电控原理、发展现状和未来趋势

新能源电动汽车三电:电驱、电池、电控原理、发展现状和未来趋势

楚安汽修资料 2018-11-01 08:25:53

最近很多车企老总在演讲时有个共同论点:传统汽车我们没有发动机与变速箱,但是现在,我们掌握了新能源汽车的核心技术——三电技术,意味着我们有能力造出新能源汽车,剩下的问题就是如何卖出去了。


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在线播放免费人成动漫视频目前持这种想法的人不在少数,包括一些传统主机厂与互联网造车等,在他们眼里,有三电技术就能吹嘘造车无压力,造新能源汽车的门槛就这么低?

在2017年比亚迪品牌盛典上,王传福表示:在业内,大家通常称“三电”技术为核心技术,但我们更愿意称之为“基础性技术”。

那么我们不禁要问:三电技术到底是核心技术还是基础技术?每个人层次不一样,认知不一样,所以没有谁是对的谁是错的。


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造成这种误差的原因是出发点不一样。比亚迪自己做的东西较多,技术研发实力较强,而王传福也是一名资深工程师;其他老总则比较广泛,汽车工程师出身的比较少,尤其互联网造车,所以他们对造车的理解一般都比较片面。

在线播放免费人成动漫视频为了搞清楚孰是孰非,我们先了解下三电技术到底是什么?

在线播放免费人成动漫视频新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”,包括电驱动,电池,电控。

在线播放免费人成动漫视频下面详细讲解一下三电基础知识:


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电池

电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。

电池的关键在电芯,电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。

在线播放免费人成动漫视频正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。


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动力电池是非常“年轻”的产品, 1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池,它是现代电动汽车架构雏形,从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在流行的锂电池,也才20多年。

从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管理系统等。

大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力,所以,怎么能说掌握了三电核心技术?


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除了这些自主品牌,再看一些合资品牌。宝马没有电芯设计生产能力,i8用的是三星SDI的电芯,不过整个电池系统是宝马自己设计开发,这也是大品牌的通用做法,另外,通用汽车也没有电芯设计生产能力,而是采用LG化学的电芯,电池组与电池管理系统都是自己开发。

显然,对这些跨国车企来说,虽然没有自己的电芯,但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这是为了加强动力电池的核心竞争力。与大多自主品牌的差别是,即使不采用这家的电芯,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里。


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电驱

电驱由三部分构成:传动机构、电机、逆变器。

在线播放免费人成动漫视频目前国内外电动车的传动机构都是单机减速,即没有离合、没有变速。

未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性,同时降低对电机、电机变阻器的需求,即提高性能,降低成本。


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电机由三部分组成:定子、转子、壳体,电机技术的关键点在定子、转子。

转子即新能源汽车的主驱动电机,它承担了与新能源汽车运动相关的所有功能。

新能源汽车的电机有正转和反转,正转即为向前行驶,反转即为倒车。


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新能源汽车在正转加速行驶过程中,电机为负扭矩,扭矩的精确意味着新能源汽车加速速度的快慢。

当扭矩产生误差时,需要电机来完成的新能源汽车加速,里程数则转变为需要消耗同等能量的电池来完成,而电池的成本相比电机较大,因此新能源汽车电机的效率和性能至关重要。


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在线播放免费人成动漫视频根据第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电机来分析,32款车型却采用了17家企业的电机,它一方面说明电机市场处于早期竞争阶段,另一方面说明电机技术含量不高、同质化严重。

这17家电机企业有两种,一种是主机厂的,比如北汽新能源,另一种则是电机企业,比如深圳大地和,针对第一种,名义上这款电机标着北汽新能源,但其实是和大洋电机合资的电机生产企业,核心技术还在电机厂手里。


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因为按照政策,新能源主机厂必须具备三电部件的设计生产能力才能通过新能源车型目录。原来各个主机厂都在生产传统汽车, 技术研发方向主要还是发动机与变速箱等部件,新能源汽车市场突然爆发了,传统车企一夜之间就都能生产电机了?技术是需要积累的。

所以,电机虽然成熟、简单,但是目前大部分主机厂还不具备设计生产电机的能力,以外购电机为主。但是,对于那些有电机设计与生产的厂家来说却是机遇,比如通用刚刚上市的别克VELITE 5就采用了条形绕组的电机,条形绕组的电机工艺更复杂、成本更高,但是性能更强、NVH更好;


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还有比亚迪在K9上采用的后驱轮边电机,电子差速算法是行业的难点,也是阻碍轮边电机、轮毂电机大规模量产的阻碍,早期有些K9有磨胎,经过优化控制策略,情况明显好转,虽然轮边电机技术复杂、成本高,但是带来的好处也有很多,一方面是技术积累,另一方面和别家产品实现差异化,并且提升乘坐体验。


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逆变器是把直流电转变成交流电的设备,若一台电动汽车的逆变器能支持较高电压,则相应的电压充电流较大,功率较大,这意味着同样电流进行充电,充电功率可以等比例放大,即充电时间会缩短。若提高逆变器的支持电压,则相应的充电时逆变器产生的热量会变多,那么就需要解决逆变器中IGBT模块的散热问题,这是提高充电效率的关键问题,目前日本丰田对此研究较深入,例如其加硅碳技术的应用。


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电控

在线播放免费人成动漫视频新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代,其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。

同时,电控系统面临的工况相对复杂:需要能够频繁起停、加减速,低速/爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,具有大变速范围;

在线播放免费人成动漫视频混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。


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在线播放免费人成动漫视频电控方面,对于一般的主机厂来说,真正掌握的只有整车控制器,新能源汽车整车控制器与传统汽车的整车控制器差别并不是很大,它的成熟度也比较高。

此外,电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。因此,电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求:

在线播放免费人成动漫视频1,驱动电机要有更高的能量密度,实现轻量化、低成本,适应有限的车内空间,同时要具有能量回馈能力,降低整车能耗;

2,驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩,以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能;

在线播放免费人成动漫视频3,电控系统要有高控制精度、高动态响应速率,并同时提供高安全性和可靠性。

电机电控系统作为新能源汽车产业链的重要一环,其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。目前,国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池,部分电机电控核心组件如IGBT 芯片等仍不具备完全自主生产能力,具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。


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在线播放免费人成动漫视频通过上面分析可以看出,绝大部分自主品牌仅掌握了整车控制器与三电集成技术,对三电零部件技术却仍是处于没有进门的阶段,毕竟不是一个领域,技术不是一蹴而就的。

在线播放免费人成动漫视频而合资品牌方面,没有电芯是它们唯一的软肋,但是通过自己设计电池组与电池管理系统,进而掌握动力电池技术弥补了这个缺陷。技术这种东西是需要积累的。

在线播放免费人成动漫视频在2020年前补贴逐步下降甚至之后退出,对于主机厂来说,最重要的工作是如何降低动力电池的成本,也是技术与市场博弈的关键阶段,如果技术受制于人,降成本将难于上青天。

在线播放免费人成动漫视频市场越来越收紧,对主机厂要求越来越高,直接购买三电零部件的做法也越来越行不通。董明珠看上的珠海银隆与比亚迪,还有一些合资品牌,前者有自己的动力电池技术,后者具备电池系统开发能力,证明董小姐还是很有战略眼光和行业研究深度的。


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