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车用驱动电机产业发展现状与趋势
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2014年国家对新能源汽车发展推出了一系列利好政策,我国新能源汽车市场出现了快速增长,我国驱动电机产业也获得了快速发展,推出了一系列的驱动电机系统新产品。同时,我国驱动电机产业结构呈现出多样化的发展趋势。以下主要从我国驱动电机产业发展和技术进步两个方面展开分析。
一我国驱动电机产业发展概况
(一)产销规模实现翻番
驱动电机系统作为动力系统的核心关键部件,其市场需求与新能源汽车市场规模同步增长。以我国新能源汽车为例,2014年我国新能源汽车产销量均接近8万辆,2015年有望达到20万辆,我国驱动电机系统的供应量需要达到同等规模和能力。除此之外,由于变频调速技术在节能方面的突出贡献,驱动电机系统可延伸应用于轨道交通、工程机械、工业应用等运行系统与传动控制领域,其市场需求巨大。
从2010年至今,随着新能源汽车市场的持续发展,我国驱动电机生产企业电机产销量逐年增长,并呈现出快速增长趋势,特别是2014年我国主要驱动电机生产企业的产销增量超过100%,产品销售收入实现翻番。我国主要电机生产企业的驱动电机系统的供应量如表1所示。
表1我国主要驱动电机企业电机系统供应量统计
(二)产品性能持续提升
从新能源汽车驱动产品指标发展看,由于不同车辆对驱动电机系统的需求差异,对应的驱动电机系统产品技术指标有所不同。
(1)乘用车用驱动电机逐步向着大功率高转速方向发展:驱动电机最高转速达到10000~12000rpm以上;驱动电机峰值功率逐步加大,A0级纯电动轿车峰值功率需求普遍达到80~90kW以上;在转矩需求方面,随着用户对电动汽车驾驶乐趣需求的不断凸显,低速区域峰值转矩需求不断增加,A0级纯电动轿车峰值转矩需求达到240~280Nm。
(2)商用车驱动电机逐步向高功率大转矩方向发展:在功率需求方面,为进一步提升整车节油水平,插电式混合动力客车的驱动电机功率不断增加,同轴并联构型的驱动电机峰值功率达到80~100kW以上;双电机混联构型的驱动电机峰值功率达到120~150kW以上。在转矩需求方面,受制于自动变速器的产品成熟度和动力系统整体成本水平,多数企业省去了变速器或者减速器,采用驱动电机直接驱动,因此对驱动电机的转矩需求不断提升,插电式深度混合动力客车和纯电动客车的驱动电机转矩一般可达2800~3200Nm以上。
在电机控制器方面,我国电机控制器产品总体上在体积和重量上不断降低,产品的集成度不断提升。在乘用车和商用车方面的控制器产品发展也存在一定差异。
(1)乘用车驱动电机控制器集成化发展需求迫切。由于整车布置空间和重量的限制,驱动电机控制器与DC/DC集成为电力电子控制单元,总成系统功率密度得到提升,可达到7~8kVA/L;部分产品还集成了车载充电机(AC/DC模块)和V2G(VehicletoGrid,车辆向电网供电)逆变功能。
(2)商用车驱动电机控制器通用化发展趋势明显。为进一步减少产品种类,降低成本,商用车用电机控制器往往采用通用化、规格化产品,即一个规格电机控制器可以覆盖多种规格的驱动电机;另外,也出现了将两个电机控制器、车载DC/DC变换器、高压水泵控制器以及高压配电单元等集成的五合一控制器,进一步节省了布置空间。
(三)主要企业加快发展
2014年,伴随着我国新能源汽车市场的爆发式增长,我国主要驱动电机企业发展迅速,产品种类不断丰富,产能建设不断提升,个别企业已经开始为国外企业配套。
1.产品规划
在产品及规划方面,以上海电驱动、上海大郡、精进电动、南车株洲、大洋电机为代表的国内主要驱动电机企业,推出了覆盖各类新能源汽车需求的全系列、规格化的驱动电机及其控制系统产品,并重点突出了具有量产规模的产品研发和供应链体系建设,形成了适用于纯电动与插电式混合动力客车、燃料电池与纯电动轿车、非插电式与插电式混合动力轿车、小型纯电动轿车四大类产品的研发平台,系列化产品覆盖了42~200kW功率范围,广泛配套于我国主要新能源乘用车和商用车整车生产企业。
在乘用车驱动电机领域,上海电驱动推出了功率范围涵盖42~90kW的系列化驱动电机及其控制器产品(见图1),为奇瑞、长安、江淮、华晨、一汽等整车企业的纯电动和插电式混合动力轿车配套。
图1上海电驱动乘用车系列化驱动电机系统产品
在商用车驱动电机领域,上海电驱动推出了基于AMT(AutomatedMechanicalTransmission,机械式自动变速器)同轴并联动力总成系统(见图2),该系统具有产品可靠性高(出勤率99%以上)、节油率稳定(10.5m公交车节油率达50%,12m公交车百公里油耗22L)、工况适应性强(采用AMT变速实现大转矩起步,可用于山
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