新能源汽車電機電控系統(tǒng)介紹

新能源汽車網(wǎng)訊 新能源電動汽車性能還有巨大的提升空間，大家往往最關(guān)注電池，作為決定電動汽車性能的關(guān)鍵部件，本文詳細說說電機電控。

一、電機電控的重要性

新能源汽車作為傳統(tǒng)燃油汽車的替代品，其主要電氣系統(tǒng)即為在傳統(tǒng)汽車“三小電”(空調(diào)、轉(zhuǎn)向、制動)基礎(chǔ)上延伸產(chǎn)生的電動動力總成系統(tǒng)“三大電”——電池、電機、電控。其中，電機、電控系統(tǒng)作為傳統(tǒng)發(fā)動機(變速箱)功能的替代，其性能直接決定了電動汽車的爬坡、加速、最高速度等主要性能指標。

同時，新能源汽車電機、電控系統(tǒng)面臨的工況相對復(fù)雜：需要能夠頻繁起停、加減速，低速/爬坡時要求高轉(zhuǎn)矩，高速行駛時要求低轉(zhuǎn)矩，具有大變速范圍；混合動力車還需要處理電機啟動、電機發(fā)電、制動能量回饋等特殊功能。此外，電機的能耗直接決定了固定電池容量情況下的續(xù)航里程。因此，電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)在負載要求、技術(shù)性能和工作環(huán)境上有特殊要求：

其一，驅(qū)動電機要有更高的能量密度，實現(xiàn)輕量化、低成本，適應(yīng)有限的車內(nèi)空間，同時要具有能量回饋能力，降低整車能耗；

第二，驅(qū)動電機同時具備高速寬調(diào)速和低速大扭矩，以提供高啟動速度、爬坡性能和高速加速性能；

第三，電控系統(tǒng)要有高控制精度、高動態(tài)響應(yīng)速率，并同時提供高安全性和可靠性。

電機電控系統(tǒng)作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，其技術(shù)、制造水平直接影響整車的性能和成本。目前，國內(nèi)在電機、電控領(lǐng)域的自主化程度仍遠落后于電池，部分電機電控核心組件如IGBT 芯片等仍不具備完全自主生產(chǎn)能力，具備系統(tǒng)完整知識產(chǎn)權(quán)的整車企業(yè)和零部件企業(yè)仍是少數(shù)。隨著國內(nèi)電機電控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，電機電控系統(tǒng)的國產(chǎn)化率逐步提高，電機電控市場具有的增速有望超過新能源汽車整車市場的增速。

電池、電機、電控在新能源汽車中的應(yīng)用

此外，隨著整車車體結(jié)構(gòu)輕量化的推進，電池、電機、電控系統(tǒng)在新能源汽車整車中的成本占比也逐漸上升。根據(jù)Argonne 國家實驗室統(tǒng)計數(shù)據(jù)，新能源汽車動力總成(電機、電控、變速器)的成本分別占整車成本的15.67%(轎車)和13.69%(小型貨車)，總成占比僅次于電池和BMS 系統(tǒng)。在新能源汽車補貼逐步退坡的政策驅(qū)動下，動力總成成本、重量下降的壓力將逐步向上傳導(dǎo)至電機、電控產(chǎn)品廠商，具備技術(shù)、規(guī)模優(yōu)勢的供應(yīng)商將在成本下降的過程中占據(jù)優(yōu)勢。因此，電機電控市場仍然在很大程度上影響新能源汽車市場的走向。

二、永磁同步、交流異步電機成為驅(qū)動電機主流技術(shù)

電動機在工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，功率覆蓋范圍寬，種類也很多。但由于新能源汽車在功率、轉(zhuǎn)矩、體積、質(zhì)量、散熱等方面對驅(qū)動電機有更高的要求，因此，相比工業(yè)電機，新能源汽車驅(qū)動電機必須具備更優(yōu)良的性能，如：小體積以適應(yīng)車輛有限的內(nèi)部空間，工作溫度范圍寬(-40~1050C)，適應(yīng)不穩(wěn)定的工作環(huán)境，高可靠性以保證車輛和乘員的安全，高功率密度以提供良好的加速性能(1.0-1.5kW/kg)等，因此驅(qū)動電機的種類相對較少，功率覆蓋也相對較窄，產(chǎn)品相對集中。

新能源汽車驅(qū)動電機的分類

目前，應(yīng)用于新能源汽車的驅(qū)動電機主要包括直流電機、交流電機和開關(guān)磁阻電機三類，其中在目前乘用車、商用車領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的電機包括直流(無刷) 電機、交流感應(yīng)(異步)電機、永磁同步電機、開關(guān)磁阻電機等。其他特殊類型的驅(qū)動電機包括輪轂/輪邊電機、混合勵磁電機、多相電機、雙機械端口能量變換器( Dmp-EVT)，目前市場化應(yīng)用較少，是否能夠大規(guī)模推廣需要更長時間的車型驗證。