文章出處：知識中心 網責任編輯： 洛陽軸承 閱讀量： 發表時間：2021-01-25 17:13:18
新能源汽車驅電機是工業電機的一種，與工業用電機的原理與結構一致，區別在于應用場景和性能參數。但由于新能源汽車在功率、轉矩、體積、質量、散熱等方面對驅動電機有更高的要求，因此，相比工業電機，新能源汽車驅動電機必須具備更優良的性能，如：小體積以適應車輛有限的內部空間，工作溫度范圍寬（-40~1050C），適應不穩定的工作環境，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等。
這也是驅動電機種類相對較少，功率覆蓋也相對較窄，產品相對集中的主要原因。目前，應用于新能源汽車的驅動電機主要包括直流電機、交流電機和開關磁阻電機三類，其中在目前乘用車、商用車領域應用較為廣泛的電機包括直流（無刷）電機、交流感應（異步）電機、永磁同步電機、開關磁阻電機等。其他特殊類型的驅動電機包括輪轂/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）等產品市場化應用較少。
由于我國稀土資源豐富，因此電動乘用車多采用功率性能高、體積較小的永磁同步電機。根據中國汽車工業協會統計數據，2016年上半年，我國純電動汽車產銷量分別達到13.4萬輛、12.6萬輛，同比分別增長160.8%、161.6%。上半年生產純電動乘用車約70000輛，其中永磁同步電機的裝機占比約為65.7%，比2015年同期增長21.25個百分點，比2015年全年增長了19.99個百分點。同期，國產新能源乘用車用交流異步電機的市場分額在逐漸減小，從2015年上半年的35.1%下滑至2016年上半年年的32.9%；而混合勵磁同步電機的占比則從0.03%上升至1.10%。
數據顯示，2019年9月左右，新能源汽車驅動電機的主流是永磁同步電機，占裝機量的90%以上；交流異步電機在特斯拉等車型中仍在應用，其具備轉速高、可靠性好等優勢，適合運動型乘用車；開關磁阻電機盡管在多項性能指標上有優勢，但是由于其結構導致的轉矩脈動會導致電機的噪音和振動較大，僅在少量工程車輛中有應用。
國產驅動電機技術差距
2018年前后我國驅動電機取得較大進展，并已自主開發出滿足各類新能源汽車需求的產品，部分主要性能指標已達到相同功率等級的國際先進水平。但是相關產品在峰值轉速、功率密度及效率方面與國外仍存在一定差距。
例如峰值轉速是驅動電機的重要指標，也是當時國內驅動電機較之國外電機差距最為明顯的指標。國內絕大部分永磁同步電機的峰值轉速在10000rpm以下，而國外基本在10000 rpm以上。雖然國內電機在功率方面基本能夠達到國際水平，但是在同功率條件下存在重量劣勢，因此功率密度較之國際水平存在較大差距。在當時，國內的永磁同步電機功率密度多處于1～2 kw/kg區間內，與2020年3.5 kw/kg的目標值存在較大差距。
在電機效率方面，國內電機的最高效率均達到94%～96%，已達到西門子、Remy等企業的水平。但是在高效區面積方面，如系統效率大于80%的區域占比方面尚存在一定差距。我國電機的高效區面積占比集中在70%～75%，而國外電機基本達80%。此外，電機的冷卻方式已經從自然冷卻逐步發展為水冷，此前國內電機企業采用水冷為主，國外先進的電機企業已發展到油冷電機。
不過，當時如精進等國內部分電機企業也研發出了油冷電機，使電機的冷卻效率得到進一步提升。此后，隨著國產廠商的不斷探索和技術研發，總體來說國內驅動電機產品與海外品牌處于同等水平，并且國內在電機生產成本上具備一定的優勢，但是海外公司由于技術積累較深，在扁線電機等特殊產品中具備一定的技術和專利優勢。同時，國產品牌電機控制器在功率密度上和海外標桿產品仍有一定的差距，此外在與驅動電機匹配過程中對電機高效區間的擴大、噪聲與振動的抑制等方面，國產品牌依然還有較大提升空間。根據國家十三五新能源汽車重點研發計劃的規劃，到2020年驅動電機的峰值功率密度應達到4.0kW/kg，基于IGBT的電機控制器應達到17kW/L。對于功率密度和效率的提升仍是電機電控未來發展的主流趨勢。
驅動電機產品價格走低 市場機會依舊大
在驅動電機制造成本中，材料成本占據80%以上，主要包括用于制造定轉子的硅鋼片、用于轉軸和軸承制造的鋼材、用于繞組的漆包線、用于外殼和機座等部分的鑄鐵件等。因此，上游鋼材、銅材價格的變化對電機制造成本有較大的影響。2018年乘用車電機電控的價格在1.2萬元/套左右，驅動電機和電機控制器約各占一半，商用車價格約為3萬元/套。而據當時預計至2019年底乘用車電機電控的價格將下降至0.9萬元/套左右，商用車電機電控的價格將下降到2.5萬元/套左右。
此外，由于行業處于激烈的同質化競爭中，并且補貼退坡的價格壓力從整車廠傳導至電機電控供應商，導致電機電控的價格仍有一定的下降空間。行業整體毛利率已從此前的35%左右的水平下降至20%左右，而據預計還將下降至10-15%之間。而據分析指出，在技術門檻不高，但是固定資產投資較重、需要規模化才能實現一定毛利率的電機行業，傳統電機龍頭在驅動電機領域仍然具備較為明顯的優勢，隨著營收和凈利潤的持續下滑，中小供應商可能會逐步退出市場。
2018年我國新能源汽車銷量為125.6萬臺，預計至2025年，新能源汽車銷量將達到700萬臺，驅動電機的市場規模也隨之快速增長。數據顯示，2020年初全球新能源汽車電機電控市場規模約200億元，其中電機和電控的價值量比約4：6，即電機市場規模約80億元。而據此簡單測算，2025年全球新能源汽車電機市場規模有望提升至250億元，GAGR超20%。
伴隨新能源汽車銷量的不斷增長，驅動電機業務將成為未來成長重要驅動力。
(來源：電機技術及應用）
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