电机电控集成化趋势凸显 是否百利而无一害？

“三电”是新能源汽车区别于传统车的核心技术,为电池、电机、电控。相比电控,公众的关注点更多的是在电池上,而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。

目前新能源汽车上使用的驱动电机主要有永磁同步、交流异步和开关磁阻三类,根据其性能的不同特点,分别应用在不同的产品上。

永磁同步电机的优势是体积小、质量轻,功率密度大,可靠性高,调速精度高,响应速度快,但其最大功率较低,且成本较高。由于永磁同步电机具有最高的功率密度,因此工作效率最高可达97%,能够为新能源汽车提供最大的动力及加速度,因此其主要搭载对象为对能量体积比要求最高的新能源乘用车。

交流异步电机的优势是价格相对较低、运行稳定可靠,但其缺点是功率密度低、控制复杂、调速范围小。交流异步电机的价格优势使得其主要应用于新能源客车。

开关磁阻电机的优势是价格低、电路简单可靠、调速范围宽,但震动、噪声大,控制系统复杂,且对直流电源会产生很大的脉冲电流,其主要用于大型客车。

从世界范围来看,目前日韩新能源车大多搭配永磁电机,转速区间和效率相对都较高,但是需要用到昂贵的系统永磁材料钕铁硼;欧美新能源车大多采用交流感应电机,主要原因是稀土资源匮乏,以及需要控制电机成本,其劣势则主要是转速区间小,效率低,需要性能更高的调速器以匹配性能。

随着新能源汽车整车轻量化的发展,电机电控所占整车成本的比重也在不断上升。电机、电控、变速器的成本加起来占整车成本的占比仅次于动力电池和BMS管理系统。新能源汽车补贴退坡已是必然趋势,其带来的降本减重压力自然也会落到电机电控头上。因此,在电机电控上拥有先进技术的厂商在降本减重上也占据极大优势。

目前行业电机电控的主要发展方向是集成化,即第三方企业将车用电机与车用变速器集成,将电机控制器、DC/DC、高压配电仓集成,减小电机电控的质量体积、降低生产成本。例如汇川技术、蓝海华腾等企业提供的集成式电机控制器产品。除此之外,方正通过外购汇川技术等电控产品集成销售,大地和电气、上海电驱动通过自主研发实现电机电控成套销售,集成化趋势无疑将进一步强化。

但电机电控集成化真的就百利而无一害么?行业也有人发出了不同的声音。深圳硅山技术有限公司创始人黎东荣就表示,不要跟着技术走,需要集成化的时候再集成化,技术有时候也会创造伪需求。

大家都认为,集成化会带来更小的体积、更低的成本、更轻的重量,这显然是符合新能源汽车发展需求的。不同的车型要走不同的集成技术线路,对乘用车而言,电控、电机、变速箱的一体化动力总成,充电机、DC/DC、PDU的三合一电源变换集成,代表了最主流的趋势。

对商用车而言,电机尝试走跟减速器集成动力桥的线路,电控部件一般考虑都集成在一起,典型的有三合一、四合一和五合一,甚至有些把VCU、BMS的功能都集成进来,N种合一。

凡事有利有弊,部件的高度集成,也增大了故障的溢出效应,违背故障导向安全的设计原则,不利于后期维护,整车空间分割设计的灵活性也受影响。

2019年5月17-18日,“2019中国(西安)新能源汽车产业生态大会”将在西安隆重举行,此次大会以“新能源汽车的革新时代”为主题,也将会重点探讨电机电控的相关话题。

在圆桌会议上,来自行业的专家学者将围绕“主机厂面临整车成本上涨的情况下,对电机、电控是否要一味的压缩成本?”、“整车可靠性、安全性设计对动力总成的技术要求是什么?对辅助配套系统的技术要求是什么?”等数个主题发言讨论。欢迎各位观众报名到场参与讨论,共同学习,无法到达现场的朋友也无需担心,届时电车资源将会在网上开启同步直播,实时传播生态大会的最新情况。

来源:电车资源 黄小诚

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