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直驱、轮边、轮毂——新能源客车电机进化之路

发布者:卡客车轮毂品牌厂家 发布时间:2016/12/29 16:37:33 点击:5

  如果把动力电池比作电动汽车的血液,那么电机无疑就是电动汽车的心脏。

驱动电机作为新能源汽车的三大核心部件之一,相比传统工业电机,无疑有着更高的技术要求。如何让这颗“心脏”在汽车的整个运行寿命里始终强劲有力,是电机专家和整个行业长期思考、不断进步的重要工作。

前言

  2017国家发改委一号文件《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录2016》中,关于新能源汽车“电机电控”部分重点提到了“用于驱动或发电的高效电机,轮毂电机,轮边电机”,这意味着目前广泛使用的中央直驱电机、刚进入市场不久的轮边电机、还未开始市场化的轮毂电机都进入了“指导目录”。

  那么直驱电机、轮边电机、轮毂电机以及相应的动力总成系统各自是什么特点,市场应用以及未来发展情况到底如何?

  为此中国客车网先后采访了多名汽车电机行业专家,聆听他们对行业的思考和探索,同时深入调研中国新能源客车电机企业的最新技术和前瞻研发,历时一月有余,三易其稿,汇总成文。感谢下列专家接受采访,并为本文提供专业指导和宝贵意见:

电机如同汽车的心脏和大脑

  关于电动汽车的“三电”,最形象的比喻为:电机是心脏,电控是大脑,它们把动力电池产生的电能像输送血液一样,输送到整车和每一个零部件。

  因此,电动汽车的发展不能仅仅集中在动力电池上,做好汽车的核心电机系统总成和整车控制更是至关重要。国家“千人计划”专家、“十三五科技发展规划”中“电机系统与电力电子”起草者、《中国制造2025》节能与新能源汽车技术路线图多个章节主笔人蔡蔚对中国客车网说:“因为电驱动系统是电动汽车真正的核心,正如传统汽车的内燃机发动机、变速箱一样,它决定了汽车的品质。”

  实际运营当中,即使搭载的动力电池优质可靠,也会随着使用年限,产生不同程度的衰减,因此,在同样工况下,要维持电机正常输出,保证整车系统性能,必然伴随着三电系统损耗增加。

  但如果采用高效电机和电力电子控制器通过优质控制算法和软件,可以一定程度上减少电池用量,也可以改善因使用年限产生的电池性能衰减——这是“三电”之间的关系,也是选择优质电机的原因——蔡蔚如是说。

  很多公交公司抱怨电动客车续航里程一年比一年短,人们常常把这种情况全部归结于电池性能衰减。但真实情况是,如果使用了劣质电机或其他传动系统部件出问题,也可能造成里程衰减。

  举例来说,某公交公司2014年下半年投入使用一批纯电动客车,当时261度电的标准续航里程150公里,刚开始运营状况良好,甚至可以达到170公里。到2017年,同样这批车,同样的充电量以后,每充满一次电却只能跑70公里,更换新电池后也只能达到90公里。经查实,这批车主要是被劣质电机拖累所致。电机专家表示,如果配置质量可靠的电机,就不可能出现这类问题。

  从“异步电机”到“永磁直驱电机”

  据有关机构统计,截止2016年底,我国永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机实现了系列化,产品的功率范围覆盖200千瓦以下整车的动力需求,转矩范围覆盖450-3500Nm,主要指标达到国际先进水平并试下了大批量生产

  据悉,早期推广阶段的电动客车,主要以异步电机(也叫感应电机)作为电动机使用,但由于异步电机需要产生激磁电流,导致附加了激磁损耗,再加上转子电阻损耗,异步电机效率明显低于永磁同步电机。

  国家“千人计划”专家、精进电动科技股份有限公司董事长余平认为,截止2016年,高效的永磁直驱电机在客车领域已经基本取代了异步电机,成为了绝对的客车驱动主流。永磁直驱电机有降低电耗、降低运营成本、降低电池成本的优势。

  国家863节能与新能源重大项目总体组电机专家、上海电驱动股份有限公司总经理贡俊告诉中国客车网:从异步电机到永磁电机,宇通为行业起到了重要的引领作用。

  据中国客车网了解,永磁电机的磁钢性能是核心,磁钢等级是关键,磁钢选择和设计是决定电机效能以及抗去磁性的关键之一。磁钢成本占电机有效材料成本的20-30%,由于永磁电机的特征,劣质电机效率的衰减对电能的损失和续航里程影响较大,尤其是那些偷工减料、技术不过关的电机。

  业内曾有企业过分减少有效材料来降低成本,然后调整控制器参数蒙骗整车企业和终端用户,导致劣币驱逐良币。当新能源客车补贴退后,这种恶性竞争愈发抬头。