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我国纯电动乘用车主要电机类型市场分析及性能对比

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当前我国生产的纯电动乘用车采用的电机类型主要包括:永磁同步电机、交流异步电机、混合励磁同步电机,以及无刷直流电机。

本文分为两个部分,分别介绍上述各种电机在纯电动乘用车领域的市场现状及走势、电机性能优势对比。

第一部分:纯电动乘用车主要电机市场现状及趋势

根据中国汽车工业协会的统计,2016年1-6月,我国纯产销分别达到13.4万辆和12.6万辆,较上年同期分别增长160.8%和161.6%。

2016年上半年我国共生产约70000辆纯电动乘用车,其中永磁同步电机的装机量约为46000辆,所占比例约为65.7%;交流异步电机的装机量约23000辆,占比约32.9%;混合励磁同步电机装机量约760辆,占比约1.1%;无刷直流电机装机量较少,占比约0.3%。如图1所示。

图1

2015年我国纯电动乘用车产量约为150000辆,其中上半年的产量约为39000辆。混合励磁同步电机全年装机量200辆左右,上半年装机量不足10辆;永磁同步电机全年装机量68700辆,上半年17300辆;交流异步电机全年装机量59000辆,上半年13700辆;无刷直流全年22360辆,上半年约7900辆。2015年上半年及全年各类型电机所占份额请见图2、图3所示。

图2

图3

通过对比图1、图2、图3,我们可以得出以下几点结论:

1、永磁同步电机是目前电动乘用车的首选电机,并且市场份额在逐步加大;

2、交流异步电机的市场份额比较稳定,是主流电动乘用车电机之一,其市场份额随着永磁同步电机以及其他类型电机的市场份额增大而逐渐减少。但是接下来较长的一段时期内依然会保持主流地位;

3、无刷直流电机的市场占有率正急剧下降,2015年上半年为20.3%,当年全年减少至14.8%,至2016年上半年市场占有率不足1%。笔者以为,这是一个危险的信号,反映出纯电动乘用车制造商今后有可能把无刷直流电机排除在外;

4、混合励磁同步电机越来越受到纯电动乘用车制造商的青睐,市场占有率在逐步提高,由2015年上半年的0.03%,增加到全年的0.1%,再到今年上半年的1.1%。通过对比分析,笔者认为,混合励磁同步电机的市场占有率会保持小幅度稳定增长的态势,但是爆发时机还需要很长的时间。在此方面具有技术优势的企业不妨加大研发生产力度。

第二部分:几种电机性能及优势分析

1、混合励磁电机

根据相关学术文献,混合励磁同步电机(hybrid excitation synchronous machine, HESM)集成了电励磁同步电机调磁方便且调磁容量小和永磁同步电机效率高、转矩/质量比大等优点,同时又克服了永磁同步电机磁场调节困难的缺陷。

与永磁电机比较,混合励磁电机具有调节气隙磁场的能力;与电励磁同步电机相比,具有较小的电枢反应电抗。混合励磁电机不仅能继承永磁电机的诸多特点,而且具有电励磁电机气隙磁场平滑可调的优点。用作电动机,适合于作节能驱动使用,而其中的宽调速特性可以在、武器设备伺服驱动等高要求场合应用(笔者注:本段引自“互动百科”)。

2、永磁同步电机

永磁同步电机是当前电动乘用车市场占有率最高的一种电机类型。

相关文献显示,永磁同步电机具有功率效率高,发热小,电机冷却系统结构简单,体积小,噪声小的特点。其系统采用全封闭结构,免润滑油、免维护,允许的过载电流大,可靠性高。这种的电机有利于提升车辆的动力性能。缺点在于电机结构复杂,成本高。

3、交流异步电机

电机效率高,可靠性高,且使用寿命较长,运行成本低。

4、无刷直流电机

这种电机体积小,效率高,故障率低。

缺点在于,容易产生共振,装载在电动车辆上会发生嗡嗡的声音,且造价高。