動(dòng)力類型 |
驅(qū)動(dòng)方式 |
工作原理 |
發(fā)展現(xiàn)狀 |
混合動(dòng)力車 |
內(nèi)燃機(jī)+電機(jī)驅(qū)動(dòng)(普通混動(dòng)) |
動(dòng)力以內(nèi)燃機(jī)為主,無(wú)外接電源,電機(jī)在汽車啟動(dòng)時(shí)單獨(dú)工作,加速,上坡時(shí)輔助內(nèi)燃機(jī)工作。 |
技術(shù)已較為成熟,具備產(chǎn)業(yè)化條件,是當(dāng)前各國(guó)發(fā)展的主流新能源車型。 |
內(nèi)燃機(jī)+電機(jī)驅(qū)動(dòng)(插電式混動(dòng)) |
外接電源為電池充電,電池電量充足時(shí)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車行駛,然后啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入HEV工作模式 |
純電動(dòng)車 |
電機(jī)驅(qū)動(dòng) |
以來(lái)自身攜帶的儲(chǔ)能電池為動(dòng)力來(lái)源,儲(chǔ)能電池依靠外接電源充電 |
目前在大型客車領(lǐng)域應(yīng)用較多,轎車領(lǐng)域技術(shù)尚不成熟,但代表了新能源汽車的中長(zhǎng)期發(fā)展方向。 |
燃料電池車 |
電機(jī)驅(qū)動(dòng) |
依靠自身攜帶的氫、甲醇、天然氣等燃料,通過(guò)電極反應(yīng)發(fā)電,驅(qū)動(dòng)車輛行駛。 |
世界性課題,技術(shù)不成熟,制造工藝復(fù)雜,成本極高,但卻又是新能源汽車的遠(yuǎn)期解決方案 |
資料來(lái)源:中機(jī)院新興產(chǎn)業(yè)研究所
新能源汽車電控系統(tǒng)由ECU 等控制系統(tǒng)、傳感器等感應(yīng)系統(tǒng)、駕駛員意圖識(shí)別等子系統(tǒng)組成。電控系統(tǒng)的材料成本占比不高,但需要經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)才能掌握關(guān)鍵算法,尤其是混合動(dòng)力汽車涉及油、電混合的控制策略,技術(shù)壁壘較高。
電機(jī)控制器根據(jù)匹配的電機(jī)的不同,需要開(kāi)發(fā)不同的技術(shù)平臺(tái)。目前電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中, 主要采用感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)。交流感應(yīng)電機(jī)的技術(shù)最為成熟,目前使用最多,特別是在商用車等需要大功率輸出的車型上。但在電動(dòng)汽車最為關(guān)注功率密度、效率兩個(gè)指標(biāo)上,交流感應(yīng)電機(jī)的劣勢(shì)較為明顯。目前采用異步電機(jī)的需求明顯增加,但從轉(zhuǎn)矩特性、噪音指標(biāo)對(duì)比,永磁同步電機(jī)比直流無(wú)刷電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具有明顯優(yōu)勢(shì)。
綜合技術(shù)和市場(chǎng)趨勢(shì)分析,未來(lái),車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)技術(shù)發(fā)展方向是永磁化、數(shù)字化和集成化。
(1)永磁化指永磁電機(jī)具有功率密度和轉(zhuǎn)矩密度高、效率高、便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
(2)數(shù)字化包括驅(qū)動(dòng)控制的數(shù)字化、驅(qū)動(dòng)到數(shù)控系統(tǒng)接口的數(shù)字化和測(cè)量單元數(shù)字化。用軟件最大程度地代替硬件,具有保護(hù)、故障監(jiān)控、自診斷等其他功能。
(3)集成化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:a)電機(jī)方面:電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)總成、電機(jī)與變速箱總成的集成化;b)控制器方面:電力電子總成(功率器件、驅(qū)動(dòng)、控制、傳感器、電源等)的集成化。
表4 汽車電機(jī)及控制系統(tǒng)發(fā)展方向
|
發(fā)展方向 |
特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì) |
電機(jī)類型 |
永磁化:永磁同步電機(jī) |
高功率密度和高轉(zhuǎn)矩密度、調(diào)速范圍更寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、告訴操作性能好 |
控制系統(tǒng) |
數(shù)字化:控制系統(tǒng)及功能單元數(shù)字化 |
高速、高集成度、低成本、并可具備保護(hù)、故障監(jiān)控、自診斷等其他功能 |
電機(jī)結(jié)構(gòu) |
集成化:包括電機(jī)與變速箱集成、電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)集成、電機(jī)與電子部件集成 |
減少體積和重量并降低成本(但可能同時(shí)減低可靠性) |
資料來(lái)源:中機(jī)院新興產(chǎn)業(yè)研究所
3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器未來(lái)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)
按照“十二五”規(guī)劃中新能源汽車100萬(wàn)輛的目標(biāo)及目前市場(chǎng)的培育情況,未來(lái)國(guó)家對(duì)新能源汽車的政策扶持力度將逐步加大,相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)也將能新能源汽車在經(jīng)濟(jì)性上具有更大吸引力,乘用車將逐步成為新能源汽車的主要消費(fèi)市場(chǎng),客車和卡車由于對(duì)牽引和功率要求較高,5~10年取得大突破的幾率不大。新能源汽車、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器的需求預(yù)測(cè)如下。
表5 汽車電機(jī)及控制系統(tǒng)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)
|
2013 |
2014 |
2015 |
2016 |
2020 |
中國(guó)汽車總需求預(yù)測(cè) |
2000 |
2101 |
2206 |
2310 |
2760 |
乘用車 |
混合動(dòng)力 |
2 |
5 |
20 |
35 |
100 |
純電動(dòng) |
1 |
2.5 |
25 |
50 |
400 |
小計(jì) |
3 |
7.5 |
45 |
85 |
500 |
客車 |
混合動(dòng)力 |
1.5 |
1.8 |
2 |
2.2 |
3 |
純電動(dòng) |
1 |
1.5 |
3 |
3.5 |
5 |
小計(jì) |
2.5 |
3.3 |
5 |
5.7 |
8 |
卡車 |
0.05 |
0.08 |
0.12 |
0.2 |
1 |
合計(jì) |
5.55 |
10.88 |
50.12 |
90.9 |
509 |
新能源汽車市場(chǎng)份額(%) |
0.28% |
0.52% |
2.27% |
3.94% |
18.44% |
電機(jī)市場(chǎng)需求量 |
12.2 |
23.9 |
110.3 |
200.0 |
1119.8 |
電機(jī)控制器市場(chǎng)需求量 |
6.1 |
12.0 |
55.1 |
100.0 |
559.9 |
合計(jì)(億元) |
18.3 |
35.9 |
165.4 |
300.0 |
1679.7 |