新能源汽车驱动电机行业分析报告

1、 新能源汽车驱动电机新能源汽车驱动电机行业分析行业分析报告报告 目录目录 第一章第一章 新能源汽车驱动电机概况新能源汽车驱动电机概况 第一节 新能源汽车驱动电机简介 一、新能源汽车驱动电机基本概念 1. 定义与基本概念 2. 新能源汽车驱动电机的主要性能要求 3. 驱动电机的控制策略简述 第二节 三类常用新能源汽车驱动电机产品及其性能对比 一、三类常用新能源汽车驱动电机产品 1. 交流异步电机 2. 永磁同步电机 3.开关磁阻电机 二、三类常用新能源汽车驱动电机产品性能及应用情况对比 1.性能对比 2.应用情况对比 第第二章二章 新能源汽车驱动电机行业基本情况分析新能源汽车驱动电机行业基本情况分析 第一节 新能源汽车市场基本情况分析 一、新能源汽车市场发展现状 二、新能源汽车行业相关政策 1. 汽车产业调整和振兴规划 2.关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知 3. 节能与新能源汽车产业发展规划(20122020 年) 4.关于进一步做好新能源汽车推广应用工作的通知 5.国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见 6.关于免征新能源汽车车辆购置税的公告 第二节 新能源汽车驱动电

2、机行业发展状况综述 一、我国新能源汽车驱动电机行业相关政策及影响分析 二、我国新能源汽车驱动电机行业发展现状分析 1. 我国新能源汽车驱动电机研究现状 2. 我国新能源汽车驱动电机产业现状 三、国外新能源汽车驱动电机行业发展现状 第三节 国内外新能源汽车驱动电机差距分析 一、 我国新能源汽车驱动电机行业存在问题 二、中外新能源汽车驱动电机技术差距及产生差距的主要原因分析 三、提高我国新能源汽车驱动电机技术的对策 第三章第三章 我国新能源汽车驱动电机产业市场竞争格局分析我国新能源汽车驱动电机产业市场竞争格局分析 第一节 我国新能源汽车驱动电机产业竞争现状分析 一、新能源汽车驱动电机行业竞争力分析 二、新能源汽车驱动电机技术竞争分析 第二节 国内重点新能源汽车驱动电机企业简介 一、国内驱动电机企业分布 二、国内重点电机企业介绍 1.万向电动汽车有限公司 2.湖南南车时代电动汽车股份有限公司 3.中山大洋电机股份有限公司 4. 上海电驱动有限公司(已被大洋电机收购) 5. 江西特种电机股份有限公司 6. 北京中纺锐力机电有限公司 7.上海大郡动力控制技术有限公司 8. 卧龙电气集团股份有限公

3、司 9.方正电机 10.宁波韵升 第四章第四章 未来国内市场新能源汽车驱动电机行业发展预测未来国内市场新能源汽车驱动电机行业发展预测 第一节 未来国内新能源汽车市场发展趋势 第二节 新能源汽车驱动电机未来市场需求预测 第三节 未来新能源汽车驱动电机发展趋势 一、电机永磁化 二、逆变器数字化 三、系统集成化 第第一一章章 新能源汽车驱动电机概况新能源汽车驱动电机概况 第一节第一节 新能源汽车驱动电机简介新能源汽车驱动电机简介 一、一、新能源汽车驱动电机新能源汽车驱动电机基本概念基本概念 1. 定义与基本概念定义与基本概念 电动汽车电机是指以车载电源为动力，电动汽车电机用电机驱动车轮行驶，电动汽车电机符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动汽车电机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。 电动机系统集成有两种方式。一种是电动机跟发动机结合，一种是电动机跟变速箱结合。还有一种趋势是做电力电子的集成。现在驱动控制器产品中，国际最高水平是 17.2 kW。 采用混合电力电子集成技术， 核心是采用高功能集成模块，采用新型薄膜电容一体化的

4、技术。 2. 新能源汽车驱动电机新能源汽车驱动电机的主要性能的主要性能要求要求 （1）体积小、重量轻 应尽可能减小对有效车载空间的占用，减少系统的总重量。电动机尽可能采用铝合金外壳，以降低电动机的重量。各种控制装置的重量和冷却系统的重量也要尽可能轻，同时控制装置的各元器件布置应尽可能集中，以节能空间。 （2）在整个运行范围内的高效率 一次充电续驶里程长，特别是路况复杂以及行驶方式频繁改变时，低负荷运行也应该具有较高的效率。 （3）低速大转矩特性及较宽范围内的恒功率特性 即使没有变速器，电动机及本身也应满足所需要的转矩特性。以获得所需要的启动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率及转矩。电动机具有自动调速功能，因此，可以减轻驾驶员的操纵强度，提高驾驶的舒适度，并且能够达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制响应。 （4）高可靠性 在任何情况下都应确保具有高安全性 （5）高电压 在允许的范围内应尽可能采用高电压， 可以减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。 （6）电气系统安全性高 各种动力电池组和电动机的工作电压可达到 300V 以上，对电气系统安全性和控制系统的安全性，

5、都必须符合相关车辆电气控制的安全性能标准和规定。 另外，电动汽车电机还要求耐高温和耐潮湿性强，运行时噪声低，能够在较恶劣的环境下长时间工作，要求具有电极结构简单适合大批量生产，电动机使用维修方便等特点。 3. 驱动电机的控制策略简述驱动电机的控制策略简述 一种良好的电机设计必须与合理的控制策略相配合， 才能使电机发挥出其优良的性能。下面主要讨论交流驱动电机。 对于永磁同步电机， 主要考虑的是在不同的供电场合下永磁同步电机极数怎么选择，外转子直接驱动永磁同步电机减少转矩脉动的磁极形状怎么优化，还有一些磁饱和影响的问题。其控制策略有矢量控制、直接转矩控制、内模控制、自适应滑模控制、新型鲁棒性动态偏转矩控制及神经网络控制等。 应用于异步电动机控制技术主要有三种:V/F 控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制（DTC） 。二十世纪九十年代以前控制方式主要是 V/F 控制和转差频率控制，但这两种控制技术因转速控制范围小，转矩特性不理想，对于需频繁起动、加减速的电动车不太适宜。矢量控制方法，也称磁场定向控制，实现了异步电机的转矩和磁场的解耦控制， 使得异步电动机的控制运行既能保持稳态精度又具有

6、很好的动态性能。近几年来，在国内，矢量控制技术在研制的电动汽车感应电动机控制系统中正逐渐的推广。 下面着重叙述几种近年来比较受关注的几种控制方法的特点及到目前为止的应用现状。 现在使用的矢量控制系统，分为有传感器和无传感器的矢量控制方法。有传感器的成本比较高，对安装精度要求也很高，与电机本身参数关系密切，有些问题难以解决；在高温高湿的情况下，他的输出精度会受到影响，其信号线也容易受到电磁千扰。在电动汽车中，使用速度传感器的速度反馈成为不可靠环节。所以， 在电动汽车中使用无速度传感器交流电机控制系统成为研究的热点，它的优点主要有： 增加可靠性、 降低硬件成本、 减少接线同时还可以减小电动机。 然而，实际系统中，由于其转子磁链难以准确观测，以及矢量旋转变换的复杂性，使得实际的控制效果不如理论分析的好。这是矢量控制技术在实践上的不足之处，而且交流传动领域的专家学者也都针对矢量控制上的缺陷做过许多研究， 诸如由于在矢量控制中进行了参数辨识以及使用状态观测器等现代控制理论， 这些方案的引入使系统更加复杂，使控制的实时性和可靠性降低。正是由于矢量控制方案的复杂性，所以要使用高级的核心控制芯片来实现

7、矢量控制算法，目前随着各种高级核心芯片性价比的不断提高，矢量控制的应用也将越来越广泛。 2.2 直接转矩控制 近年来继矢量控制变频调速技术之后， 直接转矩控制也慢慢发展成为一种新型的具有高性能的交流变频调速技术。1985 年德国鲁尔大学 Depenbrock 教授首次提出了直接转矩控制的理论，接着 1987 年把它推广到弱磁调速范围。它的控制方式主要有两种。其一是使定子磁链依照正六边形轨迹运动，由于正六边形的六条边分别与六个非零电压空间矢量对应， 因此可以通过三个施密特触发器来简单切换逆变器的六个工作状态， 直接通过六个非零电压空间矢量实现磁链轨迹控制。与其它方式相比，它的主要优点是控制方式结构简单，容易实现，在输出同样的频率时元器件开关次数最少，开关损耗也小，因而广泛应用于要求元器件开关频率不能太高的大功率场合得到。 其缺点是由于在这种方法中定子磁链是按照六边形轨迹运动的，故电压、电流波形畸变比较严重，低速时转矩脉动较大，会在一定程度上限制直接转矩控制的性能发挥。其二是由日本学者 Takahashi 提出的， 是一种定子磁链运动轨迹近似为圆形的控制方案。这种方法通过实时计算电机转矩和

8、磁链的误差，结合电机定子磁链的空间位置来选择相应的开关矢量。由于磁链运动轨迹近似为圆形，电压、电流中的谐波含量在一定程度上减少了，但控制系统显得复杂一些， 这种控制方式能充分发挥新型电力电子器件的开关频率优势，因而在中小功率场合获得广泛应用。 直接转矩控制方案经过近二十年的发展，各方面性能都在不断提高，并已进入到实用阶段，国外目前已成功应用于大功率高速电力机车、地铁和城市有轨电车等主传动系统中。 其中穿越英吉利海峡的高速列车采用的就是直接转矩控制系统。德国和日本在这方面的研究居于领先地位 。但是直接转矩控制作为一种诞生不久的新理论、新技术，又有其不完善、不成熟之处，有些问题甚至成为它发展难以逾越的障碍。正是由于以上原因，直接转矩控制技术成为当今世界范围内交流调速控制技术研究的重点。下面介绍直接转矩控制技术的几个研究热点问题。 第二节第二节 三类常用新能源汽车驱动电机产品三类常用新能源汽车驱动电机产品及其性能对比及其性能对比 电动汽车动力总成由驱动系统和电源系统组成。 驱动系统尤其是驱动电机的性能决定了电动车的动力性能，属电动车的核心部件， 电源系统的性能决定了电动车的续驶里程、运行成本

9、、推广应用价值。因此，研制高性能的驱动系统和电源系统是突破电动汽车技术的关键。目前， 国内外用于电动汽车的驱动电机主要有交流异步感应电机、开关磁阻电机、永磁同步电机。分别介绍如下： 一、一、三类常用新能源汽车驱动电机产品三类常用新能源汽车驱动电机产品 1. 交流异步电机交流异步电机 交流异步电机是矢量控制技术的应用，实现了交流电机的变频控制，解决了交流电机控制难的问题，显示了交流电机结构简单、效率高、可靠性高、转矩脉动小、噪声小、转速高、体积小、易维护的优势，同时也使交流电机具有了类似于直流电机的优良性能。交流电机是目前技术相对较成熟的驱动电机，但交流电机轻载效率低，解决电池向电机大电流供电以提高运行效率，并保持矢量控制下的快速动态响应是需要进一步解决的技术难题。 交流异步电机特点： 优点：控制技术成熟、电机成本低，结构相对前者更简单。 缺点：高效区窄，最高效率未必比永磁同步电机低，但是高效区没有它那么宽。另外，异步电机的相同的性能参数，异步电机的尺寸较大，重量较重。 2. 永磁同步电机永磁同步电机 永磁电机主要指三相永磁同步电机和无刷直流电机。 永磁电机在各类驱动电机中，具有功率密度高、体积小、重量轻、结构简单、控制灵活等优点。但由于永磁电机转子为永磁体，无法调节，必须通过调节定子电流、增加定子电流去磁分量来削弱磁场，这就使定子电流增大，铜耗增加。同时，磁性能受温度、振动等因素的影响，如果工作范围选择不当，存在高温退磁，电机运行有失步现象。过载能力受控制器的限制，电机制造工艺需深入探索、磁钢价格较高等都是需要从技术上实现突破的关键。 由于我国占有全世界 80%的稀土资源， 随着铷铁錋材料性能的研究提高， 以及电机设计、 制造技术的不断完善和制造成本的不断下降，永磁电机的应用前景会逐步好转。为了充分发挥永磁电机的优势，克服其缺点，目前国内外开展了永磁混合电机的研制，从原理上主要有永磁和磁阻混合，把永磁嵌入转子的磁回路中，永磁电机同时产生永磁转矩和同步磁阻，另一类是把永磁体和开关磁阻结构结合，产生另一种永磁和磁阻混合电机，即双凸电机。其具有高功率密度、 高效率和宽转速范围调节等优点。 永磁转矩和磁滞转矩组合，其结构是把永磁体嵌入磁滞环内表面的槽中，这种电机启动转矩高、运行平稳、噪声低。另

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