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      新聞資訊

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      新能源汽車核心部件:驅動電機的全球趨勢

      2018-07-07

      永磁電機

          隨著全球汽車電動化滲透率的不斷提高,驅動電機行業將會迎來整體規模的迅速擴張。在這一過程當中,具備規模效應和技術優勢的第三方電機制造商將有機會迅速擴大市場份額,收獲業績的大幅增長。

      全球驅動電機市場趨勢

          根據估測,隨著全球汽車電動化快速推進,新能源汽車電機系統市場將隨之快速擴張,市場規模有望從2015年的$23億增長到2030年的$318億。

      新能源汽車電機系統主要包括電動機和逆變器兩部分,雖然同其他大部分汽車零部件一樣,這兩部分部件長期都面臨降價壓力,但是由于新能源汽車總量的上升,行業總體還是具備較大上升空間。我們預期到2030年市場規模年均增速將在18%-20%左右。

      逆變器行業情況

          我們預測逆變器行業也將迎來高速增長,根據估測,逆變器市場銷售收入規模將從2015年的$12億上升至2030年的133億。

      技術演變

          從電機的分類來看,主要有直流、交流感應、永磁同步和開關磁阻四種,新能源汽車電機主要用到后三種。

      目前,永磁同步由于其較優的性能,是主流的電機類型。交流異步電機的價格適中,但性能稍差,在美國及中國有部分廠商使用。而開關磁阻電機的主要優勢在于其較低的價格,但同時也存在著雜音和震動的技術問題,如果這些問題能夠解決的話,開關磁阻電機將具備很大的市場。

          交流異步電機:雖然從目前看,交流異步電機相比永磁同步功率方面不具備優勢,但是其成本較永磁同步電機低出不少。在體積方面,交流異步電機比永磁同步電機更大,主要是受設計構造的限制。

          永磁電機:電機內部有包裹永磁體的轉子,整體系統功率較大,同時體積較小。造價方面較為昂貴,主要由于永磁材料價格較高。目前關于降低永磁體使用的研究正在開展,研究同時也關注提升磁體的輸出效能。永磁電機是當前電動車電機行業中應用最廣泛的電機類型。

          開關磁阻電機:開關磁阻電機價格非常具有競爭力,主要由于其轉子中沒有高成本的永磁體,同時其功率適中。由于是利用定子和轉子的拉力來提供動力,過程中導致的震動和噪音是其主要問題。由于電動車電機目前正處在迅速上量的時間段,我們相信需求的提升會加快技術的革新替代。

      電機技術提升方向

          通過研究過去20年電機的技術演進趨勢,我們發現電機技術還有較大的繼續提升的空間。首先看機芯用鋼的厚度情況。對于定子和轉子來說,其主要是由薄電磁鋼層疊加組成,1997年第一代的豐田普銳斯使用的是0.35mm的鋼層,隨后減到0.3mm,最近2016年降到0.25mm。一般來說,薄鋼層數的提升能夠增加電機效率,同時也對控制電機溫度有幫助。

          目前,制造薄鋼是行業的一大技術難題。主要的難點在于控制壓鑄中的回彈,以及鋼片材料的一致性保持。從當前情況來看,旋鍛加工技術由于其成本和生產效率方面的優勢將會越來越成為行業的主流制造方式。

      其次,在繞線密度方面,總體上定子中繞線的量是決定電機功率大小的重要因素。而決定繞線量的則主要是在有限空間內銅線可以繞機芯的圈數。技術方面目前插入器的使用由于適合高功率的定子加工,并有逐漸成為行業生產標配的趨勢。

      而線圈類型方面,主要有方形和圓形兩種,目前主流廠商使用的是圓形,但是方形技術由于具備較高的空間利用率,正逐漸替代圓形成為行業大方向,而豐田和本田目前已經開始批量采用方形繞線技術。其他廠商這邊,安川電機已經開始研發電子繞線技術,目的是提升控制和效率。

          最后,在冷卻系統方面,分電機和逆變器兩部分:電機這塊,由于隨著電機溫度升高永磁電機的磁力會減弱,所以冷卻系統的效率對于電機高功率運行至關重要。

      從技術演變趨勢看,主流的冷卻技術已經從風冷、水冷,發展到目前油冷的階段。其主要技術手段是將電機浸入到油冷室中來達到降溫的目的。雖然有專家認為與油的摩擦會降低電機的效率,但是綜合各方面情況,油冷依舊是目前技術條件下最有效的冷卻模式。

          逆變器方面,冷卻系統對于逆變器的表現也同樣重要,日產最近聲稱在聆風2017新車型中,依靠提升逆變器冷卻系統,將電機的輸出功率從80kw提升至110kw,而電機其他部分均和上一代相同。

          這體現出了逆變器冷卻系統的重要性。雖然碳化硅的使用將會使得電機的抗熱和抗壓性有所提升,但是其較高的成本,其大規模應用的時間點可能很難在短期內到來。

          山東百特電機電器有限公司是一家專業生產微電機的民營股份制企業,主要從事交流串激電機串勵電機)及直流永磁電機產品的研發與生產。百特電機始終堅持以顧客為中心的方針,積極開發滿足顧客需要的產品。百特電機全體員工竭誠歡迎海內為賓客光臨。

      本文網址:http://www.woniu69.com/news/447.html

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