2018年电驱动桥-电机电控深度分析报告
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商用车电驱桥发展现状综述摘要:伴随国内双碳目标的建立,发展新能源汽车已经上升为国家战略,电驱桥可作为新能源商用车传动系统的主要技术路线。
首先,本文阐述了当前主要的三种电驱桥形式:中央集中电驱桥、轮边分布式电驱桥和轮毂电机电驱桥,详细介绍了三种电驱桥的特点及主要厂家;进一步,阐述了三种电驱桥的优缺点,并对电驱桥的发展趋势和技术革新方向做了深入的研究;最后,总结了商用车各种电驱桥的特点,并预测未来发展的主流技术路线。
关键字:商用车电驱桥分类优缺点发展方向1研究背景中国商用车正在进入新的发展阶段,全球商用车都在追求低碳转型,我国更是提出了“2030年碳达峰、2060年碳中和”的双碳目标,发展新能源汽车已经上升为坚定不移的国家战略。
在此背景下,商用车行业涌现出了换电、氢能内燃机、增程混、燃料电池、甲醇等多条新型技术路线,对于身处行业的车企而言,是机遇更是挑战,商用车的电动化和智能化,是一场关于科技的革命[1]。
基于以上背景,开发新能源商用车电驱桥将是商用车传统企业未来转型发展的重要方向,因此,将电驱动桥作为未来电新能源动力总成的发展的目标,逐渐成为各大企业重点争夺的战略制高点。
2电驱桥的分类(a)中央集中电驱桥(b)轮边驱动电驱桥(c)轮毂电机电驱桥图1 电驱桥分类电驱桥由传统车桥衍变而来,起着承受负载、降低转速、增大扭矩、保证两侧车轮差速、以及制动功能,电驱桥作为一种电动化时代的新产物,代替了传统汽车的发动机+变速器+车桥的组合,通过集成电机、电控和减速机,即电驱桥“三合一”结构,实现了车辆的动力输出、传递和制动等功能。
随着国内外碳中和碳达峰要求以及汽车行业电动化、智能化和无人化的总体发展趋势,新能源汽车的迅猛发展,形成了不同技术路线是电驱桥结构,主要可分为中央集中电驱桥见图1(a)、分布式轮边电驱桥见图1(b)和轮毂电机电驱桥见图1(c)[2],具体见下文:2.1集成式中央电机电驱桥按照动力输出轴可将电驱桥分为平行轴式电驱、桥垂直轴式电驱桥和同轴式电驱桥;按照差速器类型又可分为机械差速器和电子差速器;按照电机数量又分为单电机和双电机驱动桥。
2018年电力设备与新能源行业深度分析报告目录一、新能源汽车:全球周期明确向上,格局渐定首选龙头................................. - 7 -1、政策引导弱化,市场驱动来临 .......................................................................... - 8 -2、整车提前放量,启动“跨期行情”,消费升级驱动成长 ................................. - 14 -3、中游环节新格局,龙头突围真成长 ................................................................ - 26 -4、电机电控跟随整车放量,车型升级提升热管理需求..................................... - 48 -5、投资建议:挖掘主流供应,优选行业龙头..................................................... - 55 -二、新能源发电:技术助力冲刺平价,精益制造利好龙头............................... - 57 -1、风电:周期反转获验证,新周期新起点 .................................................... - 57 -2、光伏:提效降本主旋律,平价上网曙光已现............................................. - 72 -三、工业控制:行业复苏本土崛起,配置时点在当下....................................... - 82 -1、工控行业与宏观经济高度相关,先行指标进入上行通道......................... - 82 -2、OEM市场加速崛起,行业向上拐点确立................................................... - 83 -3、中国制造转型升级,自动化渗透率日渐提升............................................. - 86 -4、投资建议:向上周期明确,拥抱行业龙头................................................. - 91 -四、电力设备:寻找行业结构性机会 .................................................................. - 92 -1、市场展望:历史估值底部,配网自动化投资冲刺..................................... - 92 -2、改革回顾:改革与转型成新方向,“双改”落地低于预期 ....................... - 102 -3、改革展望:18年或有性突破,新商业模式应运而生.............................. - 103 -4、投资建议:结构变化中寻找机会 .............................................................. - 105 -五、新兴产业:电池回收步入正轨,储能经济性进一步增强......................... - 107 -1、需求拉动动力电池回收,技术障碍已经解决........................................... - 107 -2、梯次利用储能先行,退役电池能满足储能需求....................................... - 110 -3、投资建议 ...................................................................................................... - 112 -图1、电动汽车行业发展趋势 ................................................................................ - 7 -图2、核心零部件投资逻辑 .................................................................................... - 8 -图3、企业平均燃料消耗积分实施细则 .............................................................. - 12 -图4、2017主流车企CAFC积分(万)............................................................. - 12 -图5、企业新能源积分实施细则 .......................................................................... - 13 -图6、2017主流车企NEV积分(万) ............................................................... - 13 -图7、未来电动乘用车行业变化趋势总结 .......................................................... - 15 -图8、国内新能源乘用车市场正在迈入以消费升级为核心驱动力的阶段....... - 15 -图9、国内电动乘用车自发性需求快速扩张 ...................................................... - 16 -图10、新能源乘用车月度销量(辆)及同比增速.............................................. - 16 -图11、2018年1-4月纯电动乘用车销量(辆) ................................................. - 17 -图12、2018年1-4月纯电动乘用车销量车型结构(%).................................. - 17 -图13、2018年1-4月插电式混动销量(辆) ..................................................... - 17 -图14、2018年1-4月插电式混动销量车型结构(%)...................................... - 17 -图15、国内新能源乘用车市场增速(万辆)预测.............................................. - 17 -图16、外资车企迈入中国新能源车市场加快...................................................... - 19 -图17、自主新能源品牌加快布局 ......................................................................... - 19 -图18、海外主流车企新能源规划 ......................................................................... - 20 -图19、城市物流车电动化发展逻辑 ..................................................................... - 20 -图20、2018年1-4月新能源物流车销量(辆)及同比增速 ............................. - 21 -图21、新能源客车行业产业集中度提升逻辑...................................................... - 24 -图22、2018年1-4月新能源客车销量(辆)及同比增速 ................................. - 24 -图23、中国乘用车销量趋势(辆) ..................................................................... - 27 -图24、各类电池月度装机量数据(kWh).......................................................... - 27 -图25、各类电池月度装机量占比(%) .............................................................. - 27 -图26、近1年CR5累计装机量走势(GWh) ................................................... - 30 -图27、行业龙头产能(GWh)及占比走势......................................................... - 30 -图28、2016年CR5市场份额情况(%)............................................................ - 30 -图29、2017年CR5市场份额情况(%)............................................................ - 30 -图30、CATL主要战略合作关系 .......................................................................... - 30 -图31、国轩高科主要战略合作关系 ..................................................................... - 30 -图32、电池组价格趋势(元/Wh) ............................................................................ - 31 -图33、动力锂电月度成本测算(元/kWh) .............................................................. - 31 -图34、2017年平均LFP成本组成测算................................................................ - 31 -图35、2017年平均NCM成本组成测算 ............................................................. - 31 -图36、新能源车产量明细(辆) ......................................................................... - 33 -图37、三元及铁锂正极季度产量情况(吨)...................................................... - 33 -图38、2016-2017年三元产能明细(吨) ........................................................... - 33 -图39、2016-2017三元正极产量明细(吨) ....................................................... - 33 -图40、2016年三元正极CR5情况(%)............................................................ - 34 -图41、2017年三元正极CR5情况(%)............................................................ - 34 -图42、2011-2020年中国整机材料产量(万吨) ............................................... - 35 -图43、2013-2018年中负极材料市场规模预测(亿元) ................................... - 35 -图44、2016年负极CR5情况(%).................................................................... - 36 -图45、2017年负极CR5情况(%).................................................................... - 36 -图46、负极材料主要企业产能布局情况(万吨).............................................. - 37 -图47、负极季度价格明细(万元/吨) ................................................................ - 37 -图48、三元电池需求占比快速提升(GWh)..................................................... - 39 -图49、湿法隔膜渗透率不断攀升(%) .............................................................. - 39 -图50、国内动力电池隔膜需求量(万平方米).................................................. - 39 -图51、海外动力电池隔膜需求量(万平方米).................................................. - 39 -图52、锂电池隔膜国产化率不断提高 ................................................................. - 40 -图53、美日韩隔膜企业市场份额降低 ................................................................. - 40 -图54、国内锂电隔膜厂商产能情况 ..................................................................... - 41 -图55、2014-2018Q1隔膜价格季度走势(元/m2)............................................. - 41 -图56、隔膜价格预期(元/ m2)........................................................................... - 41 -图57、隔膜成本构成 ............................................................................................. - 43 -图58、主要隔膜企业产能利用率情况(%) ...................................................... - 43 -图59、电解液成本构成 .......................................................................................... - 44 -图60、中国动力锂电池季度产量(GWh)......................................................... - 44 -图61、中国动力锂电池电解液产量(吨)及占比.............................................. - 44 -图62、中国动力锂电池电解液季度产量(万吨).............................................. - 45 -图63、中国动力锂电池电解液价格走势(万/吨) ............................................ - 45 -图64、2016-2017年电解液企业产能情况(万吨) ............................................. - 47 -图65、2016年CR5市占率情况(%)................................................................ - 47 -图66、2017年CR5市占率情况(%)................................................................ - 47 -图67、电机装车统计 ............................................................................................. - 48 -图68、电控装车比例 ............................................................................................. - 48 -图69、2017年电机装机市占率情况(%) ......................................................... - 49 -图70、2017年电控装机市占率情况(%) ......................................................... - 49 -图71、第三方电机供应商市占率变化情况(%) .............................................. - 49 -图72、第三方电控供应商市占率变化情况(%) .............................................. - 49 -图73、传统汽车与新能源汽车热管理系统区别.................................................. - 51 -图74、电池热管理系统液冷原理图 ..................................................................... - 52 -图75、电池热管理系统冷却方式统计 ................................................................. - 52 -图76、电动空调工作原理图 ................................................................................. - 53 -图77、PTC电加热原理图..................................................................................... - 53 -图78、热泵空调系统效率提升 ............................................................................. - 53 -图79、电机电控冷却系统液冷原理图 ................................................................. - 54 -图80、电机电控冷却系统方式统计 ..................................................................... - 54 -图81、国内新能源汽车热管理供应 ..................................................................... - 55 -图82、18Q1新增并网规模及发电量提升............................................................ - 58 -图83、18Q1利用小时数提升,弃风率下降........................................................ - 58 -图84、补贴政策与弃风限电共同作用形成风电周期,18-20年周期向上,2020年进入平价,行业持续放量 ...................................................................................... - 58 -图85、未来三年装机与限电率预测:限电缓慢下降,装机稳步上升.............. - 60 -图86、红六省弃风改善显著,内蒙、黑龙江、宁夏已解禁,吉林解禁在即.. - 62 -图87、8省海上风电项目规模合计超10GW ....................................................... - 63 -图88、2018-2020年风电行业复苏,装机规模恢复到25-45GW ...................... - 64 -图89、分散式项目评估及审批机制与集中式有较大差异.................................. - 65 -图90、陆上风电在选址和风机设计上有较大优化空间...................................... - 65 -图91、双馈风机技术构造 ..................................................................................... - 67 -图92、直驱风机技术构造 ..................................................................................... - 67 -图93、中国风电机组新增装机功率趋向大型化.................................................. - 68 -图94、延长风轮直径将继续成为未来的发展趋势.............................................. - 69 -图95、高风塔是未来发展的必然趋势,风塔有望达到150-250米 .................. - 69 -图96、平价后光伏每年新增装机需求100GW以上,市场空间打开 ............... - 72 -图97、自备电厂漏缴可再生能源附加近千亿元,可改善补贴拖欠问题.......... - 73 -图98、美国18年光伏装机预计维持11GW ........................................................ - 73 -图99、印度光资源丰富 ......................................................................................... - 74 -图100、印度近30%地区缺乏供电设施覆盖 ....................................................... - 74 -图101、印度规划2022年实现累计装机100GW目标....................................... - 74 -图102、印度严重依赖进口,又以进口中国组件为主........................................ - 74 -图103、18年预计日本新增装机7GW ................................................................. - 75 -图104、欧债危机后欧洲光伏市场进入转型发展期............................................ - 75 -图105、欧洲国家有增有减,整体需求稳中有增................................................ - 75 -图106、光伏系统成本中组件占比最大,达45% ............................................... - 77 -图107、产业链各环节成本下降的主要途径 ....................................................... - 77 -图108、单晶渗透率不断提升,预计将达到50%以上 ....................................... - 77 -图109、平价上网假设下各环节价格预测 ........................................................... - 79 -图110、全球前5大硅料企业产能(单位:万吨)............................................ - 79 -图111、中国主要多晶硅厂商扩产计划(单位:万吨) ......................................... - 79 -图112、项目型市场与OEM市场规模(亿元)及增速..................................... - 83 -图113、2012-2016年项目型市场细分市场规模及增速 ..................................... - 84 -图114、2017年房地产市场加速回暖................................................................... - 84 -图115、2017年汽车产销持续走高....................................................................... - 84 -图116、2017年发电量逐渐复苏........................................................................... - 84 -图117、化工行业固定资产投资于2016年止跌回升.......................................... - 84 -图118、2012-2016年OEM行业细分市场规模及增速 ...................................... - 85 -图119、3C行业固定资产投资(亿元)维持高速增长...................................... - 85 -图120、2017年起机床产量逐步回暖 .................................................................. - 85 -图121、2016年底空调产量开始止跌回升 .......................................................... - 86 -图122、新能源汽车行业近年来爆发式增长 ....................................................... - 86 -图123、“中国制造2025”的重点领域与战略目标............................................... - 87 -图124、“工业4.0”涵盖五大领域.......................................................................... - 87 -图125、国产化提速与集中度提高利好本土龙头................................................ - 88 -图126、本土品牌市场占有率不断提升 ............................................................... - 88 -图127、本土品牌在部分领域市占率已经超过50% ........................................... - 88 -图128、本土龙头企业扩张速度快于本土全行业水平........................................ - 89 -图129、本土龙头企业盈利能力保持稳定 ........................................................... - 89 -图130、本土企业在部分细分市场占有率快速提升............................................ - 89 -图131、自动化产品市场与服务市场规模及增速................................................ - 91 -图132、典型电力设备公司估值中枢下降 ........................................................... - 93 -图133、电力设备企业估值中枢(右轴)与电网投资额增速(左轴)相关.... - 93 -图134、配电自动化系统主要包括配电主站和配电终端.................................... - 94 -图135、我国供电可靠性与国际先进城市还存在一定差距................................ - 94 -图136、配网投资重点将转向配网自动化建设 ................................................... - 96 -图137、IGBT成本下降显著................................................................................. - 98 -图138、2015年全球IGBT市场格局 ................................................................. - 100 -图139、2015年国内IGBT市场格局 ................................................................. - 101 -图140、IGBT换流阀桥臂................................................................................... - 101 -图141、IGBT换流站组成................................................................................... - 101 -图142、国改与电改一脉相承 ............................................................................. - 103 -图143、核定输配电价改革试点进度 ................................................................. - 104 -图144、改革厘清配网投资盈利模式 ................................................................. - 104 -图145、中国新能源乘用车销量趋势(辆) ..................................................... - 107 -图148、电解钴价格持续上升 ............................................................................. - 108 -图149、硫酸镍价格显著上升 ............................................................................. - 108 -图150、全球化学储能装机规模持续快速提升 ................................................. - 110 -图151、锂电池储能技术成熟度极高 ................................................................. - 110 -图152、公司收入(亿元)持续快速增长 ......................................................... - 113 -图153、净利润不断增长,毛利率维持高位 ..................................................... - 113 -图154、公司偿债能力及盈利能力维持高位 ..................................................... - 113 -图155、公司各项费用率持续降低 ..................................................................... - 113 -表1、美国新能源汽车政策:以减免税为主,现金补贴少.................................. - 8 -表2、美国电动汽车全生命周期成本具有一定经济性.......................................... - 8 -表3、欧洲补贴政策 ................................................................................................. - 9 -表4、欧洲使用优惠政策 ......................................................................................... - 9 -表5、2018年纯电动乘用车补贴调整方案 .......................................................... - 10 -表6、2018年新能源客车补贴政策调整方案 ...................................................... - 11 -表7、2018年专用车补贴政策调整方案 .............................................................. - 11 -表8、NEV积分计算:标准车型积分 .................................................................. - 13 -表9、NEV积分计算:纯电动乘用车积分倍数 .................................................. - 13 -表10、NEV积分计算:插电式混动乘用车积分倍数 ........................................ - 14 -表11、传统车企纷纷宣布投产计划,加速电动汽车转型.................................. - 20 -表12、目前已有23个城市对新能源物流车开放路权........................................ - 22 -表13、邮政存量车辆拆分及更换周期 ................................................................. - 22 -表14、采用租赁方式电动物流车的年运营成本节约6% ................................... - 23 -表15、快充电池与其他技术路线电池对比 ......................................................... - 25 -表16、主流快充电池企业技术路线对比 ............................................................. - 25 -表17、各企业三元电芯最高能量密度 ................................................................. - 28 -表18、动力锂电企业产能规划明细(GWh) .......................................................... - 28 -表19、碳酸锂价格下降20%预期下正极原料成本下降幅度 ............................. - 32 -表20、碳酸锂价格下降20%预期下电芯成本下降幅度 ..................................... - 32 -表21、高镍正极产能布局情况 ............................................................................. - 34 -表22、主要企业的上游原料供应应对方式 ......................................................... - 35 -表23、2017年隔膜新增产能计划统计 ................................................................ - 40 -表24、六氟磷酸锂产能(万吨)情况明细 ......................................................... - 45 -表25、电机企业2016-2017推广目录客户情况对比 .......................................... - 49 -表26、主要第三方电控供应商客户情况统 ......................................................... - 50 -表27、电池冷却方式优缺点 ................................................................................. - 51 -表28、热管理系统核心子系统及部件供应 ......................................................... - 54 -表29、火电灵活性改造可以腾出足够的空间来消纳风电.................................. - 60 -表30、2017-2020年规划风电新增建设规模超110GW ...................................... - 61 -表31、红六省核准未建规模累计超20GW,其中解禁3省核准未建规模8.1GW. - 63 -表32、直驱技术稳定性及可靠性更高 ................................................................. - 67 -表33、201法案18年正式落地,最终版本好于提案......................................... - 73 -表34、日本光伏补贴政策连年下调 ..................................................................... - 75 -表35、其他新兴市场积极规划GW级光伏建设................................................. - 76 -表36、高效电池技术对比,PERC仍是主流....................................................... - 78 -表37、“中国制造2025”政策推进时间表............................................................. - 87 -表38、2020年自动化率要达到90% .................................................................... - 95 -表39、配网自动化设备招标量呈现井喷趋势...................................................... - 96 -表40、柔性直流与常规直流的对比 ..................................................................... - 97 -表41、成本下降带来毛利率提升 ......................................................................... - 98 -表42、我国示范工程经验丰富 ............................................................................. - 99 -表43、IGBT结合了BJT和MOSFET的优点..................................................... - 99 -表44、新能源汽车产业链是上市公司转型主要方向........................................ - 102 -表45、不同财务杠杆下配电网投资IRR对比................................................... - 105 -表47、行业企业成本上升、利润空间下降 ....................................................... - 109 -表48、不同回收方法对不同金属的回收率 ....................................................... - 109 -表49、钴、镍、锂金属回收市场空间估算 ....................................................... - 109 -表50、锂电池储能适用范围最广 ....................................................................... - 111 -表51、典型退役电池储能系统成本明细 ........................................................... - 111 -表53、不同地区企业峰谷电价差统计(单位:元/KWh).............................. - 111 -表54、储能电池充放电时间段 ........................................................................... - 112 -表55、20MWh储能电站经济性测算 ................................................................. - 112 -报告正文一、新能源汽车:全球周期明确向上,格局渐定首选龙头随着双积分政策落地,未来两年政策基调已定。
关于“电动汽车驱动电机及其控制技术的现状与发展”的调研报告姓名:学号:班级:时间:2023 .01 .29.一、新能源汽车驱动电机的发展情况1.1驱动电机是新能源产业重要环节,永磁同步电机已占主导驱动电机是新能源汽车产业链重要环节。
电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一,其驱动特性直接决定汽车行驶的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标,是电动汽车的重要部件。
永磁同步电机在国内驱动电机市场中份额近95%。
永磁同步电机由于我们国家在稀土资源方面的优势,以及永磁同步电机功率密度大、峰值效率高、尺寸小、质量轻、结构多样化及应用范围广等特性,永磁同步电机在国内装机量快速提升,2021年前11月国内永磁同步电机装机量达269万台,装机占比达到94%,在新能源驱动电机市场中占据绝对主导地位。
1.2主流车企纷纷换装扁线电机,扁线电机渗透率将快速提升1.2.1 扁线电机正成为主流扁线散热性好,提升高温动力性。
扁线由于导体接触紧密,槽里空隙降低,热量传导和散热系数提高,高槽满率下绕组间的导热能力是低槽满率的1.5倍;交流电阻下降在中低速发热降低,相对圆线定子温升降低18%,降低齿槽内热阻,热传导更好;并且槽满率高,具有更强功率扭矩能力,改善定子槽内散热,降低齿槽内热阻,温升可降低约8~12%,在更低的温升条件下,整车可以实现更好的加速性能。
扁线电机功率密度更高,整车动力更强劲。
扁线电机槽满率高,转矩密度提高,有效体积缩小,转矩加大,而功率提高,功率密度提高(例如上汽第二代EDU 高功率Hair-pin电机使功率密度提高20%),电机扭矩输出能力加强,进一步提升功率密度和整车动力性能。
圆线电机功率密度约3.5kw/kg的水平,已无法满足“十三五”规划中功率密度应满足4.0kw/kg的要求,而当前领先企业的扁线电机的功率密度约5kw/kg,因此扁线电机是未来发展的必然趋势。
大型机动客车驱动桥总成的驱动电机与电控系统研究在现代交通运输中,大型机动客车作为重要的载运工具,其安全性和可靠性一直是研究的关键问题。
大型机动客车的驱动桥总成起到关键的作用,它通过驱动电机和电控系统实现车辆的动力输出和控制。
因此,对大型机动客车驱动桥总成的驱动电机与电控系统进行研究具有重要的意义。
1. 驱动电机的研究1.1 驱动电机的分类驱动电机主要分为直流电机和交流电机两大类。
其中,直流电机包括直流直差动电机、直流串激电机和直流并激电机。
交流电机则包括异步电机和同步电机。
不同类型的驱动电机适用于不同的工况和要求。
1.2 驱动电机的特点驱动电机在大型机动客车中起到提供动力的关键作用。
其特点包括功率输出稳定、转速控制精确、噪音低、维护方便等。
驱动电机的特点对大型机动客车的性能和可靠性具有直接影响。
1.3 驱动电机的优化设计为了满足大型机动客车的工作要求,驱动电机的优化设计是必要的。
在设计过程中,可以采用CAD(计算机辅助设计)技术进行模型建立和仿真分析,以确保驱动电机的结构合理,功率输出稳定,转速控制精确。
2. 电控系统的研究2.1 电控系统的功能与组成电控系统是大型机动客车驱动桥总成的重要组成部分,主要包括控制器、传感器、执行器等。
电控系统通过接收、处理和判断来自传感器的信号,控制驱动电机的运行状态和输出功率。
2.2 电控系统的控制策略电控系统的控制策略是保证车辆正常运行的关键。
常见的控制策略包括电流控制、速度控制和扭矩控制等。
通过合理选择和运用控制策略,可以有效提高大型机动客车的驱动性能和安全性。
2.3 电控系统的故障检测与诊断为了保障大型机动客车的安全性和可靠性,电控系统的故障检测与诊断显得十分重要。
采用先进的故障检测与诊断技术,可以及时发现和排除电控系统存在的故障,避免可能的事故风险。
3. 大型机动客车驱动桥总成的改进与创新3.1 驱动电机的高效能源利用在现代交通运输中,环保与节能是重要的发展方向。
驱动电机调研报告驱动电机调研报告一、引言驱动电机是现代工业中不可或缺的关键设备之一,它广泛应用于各个领域,如汽车、航空、航天、机械制造等。
驱动电机的作用是将电能转换为机械能,从而实现设备或机械的运动。
本调研报告旨在对驱动电机进行调研,并分析其发展趋势和存在的问题。
二、驱动电机的分类按照不同的工作原理和应用领域,驱动电机可以分为直流电机、交流电机和步进电机等。
1. 直流电机直流电机是最常见的一种驱动电机,其特点是结构简单、可靠性高、转速可调等。
直流电机广泛应用于家用电器、汽车、机床等领域。
目前,随着电动车的普及,电动车驱动电机也成为直流电机的重要应用领域。
2. 交流电机交流电机是一种使用交流电作为电源的电动机。
交流电机具有转速范围宽、重量轻、效率高等优点,广泛应用在风力机、水泵、空调等领域。
3. 步进电机步进电机是一种配有恒定步距的电动机,具有转动精度高、结构简单等特点。
步进电机主要应用在精密仪器、印刷机、通信设备等领域。
三、驱动电机的发展趋势随着科技的进步和工业的发展,驱动电机也在不断的发展和更新。
下面是我对驱动电机发展趋势的几个方面的总结:1. 高效节能随着环境保护意识的增强,高效节能已成为驱动电机的发展方向之一。
各国纷纷制定了节能减排政策,对产业界提出更高要求。
因此,在驱动电机的研发中,提高能源转换效率,减少能源浪费是关键。
2. 智能化随着人工智能技术的发展,智能化产品在各个领域都得到了广泛的应用。
驱动电机也不例外,智能化的驱动电机有助于提高生产效率、降低生产成本,并且能够更好地满足用户个性化需求。
3. 小型化随着科技的进步,电子产品越来越小型化,这使得对驱动电机的尺寸和重量都有了更高的要求。
小型化的驱动电机方便携带、安装和维修,提高了产品的可用性。
四、存在的问题在驱动电机的发展过程中,也存在一些问题需要解决。
1. 技术难题驱动电机作为高科技产品,其研发需要各种专业知识和技能。
目前,我国在某些领域的驱动电机技术还有待提高,需要加强研发和创新能力。
2018年电驱动市场调研分析报告目录第一节电驱动将成为未来车辆的主要驱动形式 (4)第二节新能源汽车带动百亿级电驱市场需求 (7)一、新能源汽车渗透率提升 (7)二、乘用车及专用车是增长动力 (8)三、市场空间测算,电驱动需求规模稳定增长 (9)第三节电驱动系统技术路线及成本构成 (10)一、以永磁同步电机为主流的电驱动系统技术路线 (10)二、整车成本占比适中,上游原材料成本影响大 (13)第四节电驱动市场格局 (15)一、现状:参与者数量翻番,整车厂与三方供应商共存 (15)二、趋势:集中度提升,外资入场竞争 (18)第五节重点公司分析 (18)图表目录图表1:电驱动在交运设备上的应用(高铁、矿用车辆、军用车辆) (4)图表2:内燃机车辆与电动车输出功率及扭矩(保时捷911,特斯拉models) .. 4图表3:内燃机车辆与电动车输出功率及扭矩(丰田普锐斯,一般性比较) (5)图表4:汽油内燃机能量转换示意图 (5)图表5:电机能量转换示意图 (5)图表6:汽油机与电机部件结构示意图 (6)图表7:混合动力车型与燃料电池车型示意图 (7)图表8:新能源汽车渗透率提升 (8)图表9:新能源车型结构变化 (8)图表10:新能源车型产量及增速变化 (9)图表11:新能源汽车各车型电驱动需求规模测算 (10)图表12:电机及电机控制系统示意图 (10)图表13:不同电机技术分类示意图 (11)图表14:2016 年我国新能源汽车驱动电机种类分布 (12)图表15:几类电机特点比较 (13)图表16:新能源汽车与传统燃油乘用车成本构成 (13)图表17:电控与电机构造 (13)图表18:电控与电机成本构成 (14)图表19:电控与电机成本构成 (14)图表20:2014-2016 年电机装机量 (15)图表21:2016 年电机与电控装机量及市场份额(前十位) (16)图表22:上海电驱动部分电机电控产品 (19)图表23:2016 年新能源客车产量前10 (20)图表24:公司轨道牵引产品 (20)第一节电驱动将成为未来车辆的主要驱动形式两百年的发展,诸多技术优势。
一、行业概述汽车电驱动桥是指汽车动力系统中的重要部件之一,主要用于传递电能,并带动车轮转动。
随着新能源车的快速发展,汽车电驱动桥电机电控行业也得到了迅猛的发展。
2024年,汽车电驱动桥电机电控行业表现出持续增长、技术创新和市场竞争加剧的特点。
二、市场情况分析1.市场规模扩大随着新能源汽车市场的快速增长,汽车电驱动桥电机电控设备的需求也不断扩大。
2024年,我国新能源汽车产量达到了创纪录的200万辆,同比增长超过70%,创下历史新高。
这为汽车电驱动桥电机电控行业带来了巨大的市场机会。
2.技术创新加速为了满足市场对汽车电驱动桥电机电控产品性能的要求,企业加大了对技术创新的投入。
电控技术、电机控制算法等方面的突破使得产品性能得到了大幅提升,如动力输出更稳定、能效更高、噪音更低等。
同时,电驱动桥电机电控行业还在与其他汽车关键技术的融合上取得了一些突破,如无人驾驶、智能交通等。
三、竞争格局分析1.企业竞争激烈汽车电驱动桥电机电控行业的竞争格局非常激烈,市场上存在着众多的企业。
其中,一些传统汽车厂商通过自主研发或收购合作的方式进入这一领域,而其他一些新锐企业则凭借自身的技术优势在市场上崭露头角。
2.技术领先企业具备竞争优势在竞争激烈的市场中,那些拥有独特技术优势的企业更容易获得市场份额。
目前,一些国内外电控技术领先的企业已经成为行业的佼佼者,其产品不仅在国内市场占有较大份额,还出口到国外市场。
3.企业合作加强创新力针对竞争激烈的市场环境,企业之间加强合作已成为一种趋势。
能够与其他领域的企业进行战略合作,实现资源共享和优势互补,将有助于提高产品的竞争力以及创新能力。
四、发展趋势展望1.技术创新持续推进在市场竞争激烈的环境下,技术创新是企业获取竞争优势的重要途径。
未来,汽车电驱动桥电机电控行业将会加大对技术创新的投入,提高产品的性能和质量,以满足市场需求。
2.可持续发展助力行业增长随着全球对环境保护和可持续发展的重视,新能源汽车市场将继续保持高速增长,对汽车电驱动桥电机电控行业提出了新的要求。
关于电动机与驱动控制系统调研报告电动汽车电动机及驱动控制系统探讨及方案概要:在电动汽车的研究中,驱动控制技术是制约其发展的关键技术之一。
在电池技术未取得突破的背景下,电机驱动系统的研究成为电动汽车技术研究的主要热点。
对电动汽车驱动控制系统的研究与设计,不但能够优化电动汽车驱动系统效率,满足对电机控制的要求,而且可以通过与能量系统的相互补充,相互协调,提高了电动汽车的行驶里程,这对电动汽车的商业化推广和应用有着重要的意义。
模块:1、具体介绍1)直流牵引电动机2)三相异步电动机3)永磁无刷直流电动机4)开关磁阻电动机5)正在研发的新的电动汽车牵引电机2、方案一3、方案二具体介绍:电动汽车电动机可分为交流电动机、直流电动机、交/直流两用电动机、控制电动机(包括步进、测速、伺服、自整角等)、开关磁阻电动机及信号电动机等多种。
适用于电力驱动的电动机可分为直流电动机(将直流电能转换为机械能的电动机)和交流电动机(将交流电能转换为机械能的电动机)两大类。
目前在电动汽车上已应用的和有应用前景的有直流电动机、交流感应(异步)电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。
1、直流牵引电动机1.1特点直流电动机以前通过电阻降压调速,这要消耗大量能量。
目前多数采用直流斩波器来控制它的输入电压、电流,根据直流电动机输出转矩的需要,脉冲输出和变换直流电动机所需从零到最高电压,来控制和驱动直流电动机运转。
直流电动机的容量范围大,可以根据需要选用。
其制造技术和控制技术都较成熟,驱动系统也较简单,价格便宜。
但直流电机在结构上有电刷、换向器等易磨损件,因此存在维修保养困难、寿命较短、使用环境要求高、结构复杂、效率低、质量大以及体积大、耗材多等缺点。
目前新研制的各种电动汽车已基本上不再采用直流电动机。
1.2适用场合直流电动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点,所以目前直流电动机的应用仍然很广泛,尤其在可控硅直流电源出现以后。
1.3生产厂家机电技术有限公司;济南皖南电机销售有限公司;;山东永冠矿山设备制造有限公司;常州永沛机电技术有限公司;广东富强油泵机电机械厂;安徽皖南电机股份有限公司武汉供应站2、三相异步电动机2.1特点虽然三相鼠笼式牵引电动机具有结构简单、坚固耐用、工作可靠、维护方便、价格便宜等优点,得到了非常广泛的应用,但仍然存在技术上的难点。
2018年电驱动桥-电机电控深度分析报告●新能源汽车驱动电机、电机控制器概述新能源汽车驱动电机主要有直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机。
其中开关磁阻电机由于噪音、振动等未广泛应用;永磁同步电机和交流异步电机性能出色,是目前新能源汽车的唯二选择,但前者由于具有更大调速范围,功率密度、扭矩密度具有较大优势下可做到更小的体积和自重等成为主流选择。
电机控制器可控制电机按照设定方向、速度、响应时间工作,其占高成本的组件IGBT国产化率很低,英飞凌、三菱、富士分别占据16年全球市场的26.6%、17.0%、12.2%。
电机电控装机量方面,16年比亚迪、北汽新能源分列前2,3至5位包括上海电驱动、联合电子和安徽巨一。
●电驱动桥:电机、电控集成化趋势下升起的新星在行业对产品体积、重量、成本降低的要求下,电机、电控功能集成化是行业确定性发展趋势。
电驱动桥指“电机+电控+减速器”或相类似的电机电控与其他部件的集成产品,以或19年量产的博世电驱动桥eAxle为例,电机、电控、变速箱集成后体积减少了20%,驱动母线集成后降低了成本,冷却机组、高压电缆集成后降低了损耗、提升了效能。
生命周期内产品销量或达650万的大众MEB电动汽车平台将采用电驱动桥,这将加速电驱动桥的推广应用。
我们假定电驱动桥单价1万元,大众MEB平台带来的市场空间就达650亿元。
●电驱动桥行业竞争情况国际方面,博世、博格华纳、采埃孚、吉凯恩、麦格纳等零部件巨头均早有布局且其类似产品已给主机厂供应;国内方面,华域汽车拟与麦格纳成立电驱动系统合资公司,或与联合电子共同供应大众MEB平台,汇川技术、方正电机、精进电动、上海大郡、上海电驱动等都有“多合一”产品。
●强研发力、强产品力、强主机厂绑定能力是零部件供应商竞争力核心根据我们对合格证统计情况,我国乘用车行业中主机厂自配电机与外购第三方比重相当,客车自供较多,而专用车基本外购。
专用车企业由于研发能力较弱,未来一段时间仍会采购第三方供应商产品,但市场容量相对较大的乘用车行业中主机厂研发实力较强,未来其电机电控的自配将对第三方企业产生负面影响。
我们认为,在未来主机厂自配率提升下,电机、电控行业集中度会逐渐提升,华域汽车、汇川技术、联合电子等具有强研发力、强产品力、强主机厂绑定能力的第三方供应商会依靠其专业性及与主机厂的良好关系得以发展。
●投资建议新能源汽车迎来快速提升期,电机电控集成化趋势下电驱动桥产品成熟后有望迎来迅速上量期,且其单品价值量大,市场空间广阔。
第三方供应商方面,我们建议关注具有强研发力、强产品力、强主机厂绑定能力的企业。
●风险提示新能源汽车发展不及预期;电驱动轴渗透率提升不及预期。
目录索引新能源汽车驱动电机、电机控制器概述 (4)驱动电机概述 (4)永磁同步电机为目前主流选择,且市占率有望不断提升 (6)电机控制器概述 (8)国内主流电机、电控供应商 (10)电驱动桥:电机、电控集成化趋势下升起的新星 (12)电机电控功能集成化成行业确定性趋势 (12)电驱动桥:集成化趋势下的新星 (14)大众MEB平台加速电驱动桥发展,对电机电控集成化产生深远影响 (16)电驱动桥行业竞争情况 (18)电驱动桥行业国际竞争情况:各零部件巨头均有布局 (18)电驱动桥行业国内竞争情况 (22)强研发力、强产品力、强主机厂绑定能力将成供应商竞争力核心 (25)主机厂电机电控自配率较高,未来自配率提升将对第三方产生负面影响 (25)强研发力、强产品力、强主机厂绑定能力是零部件供应商竞争力核心 (28)投资建议 (29)风险提示 (29)图表索引图1:新能源汽车驱动电机结构示意图 (4)图2:交流异步电机内部结构 (5)图3:开关磁阻电机定子与转子 (6)图4:开关磁阻电机结构示意图 (6)图5:电机控制器主要组成部分 (9)图6:2016年全球IGBT功率半导体各企业市场份额 (9)图7:2016年我国新能源汽车电机装机量份额 (10)图8:2016年我国新能源汽车电控装机量份额 (10)图9:精进电动一体化驱动总成与传统分体式总成对比 (13)图10:博世eAxle电驱动桥 (14)图11:eAxle电驱动桥左侧视角 (15)图12:eAxle电驱动桥右侧视角 (15)图13:博世eAxle电驱动桥具体组成部件 (15)图14:博世eAxle电驱动桥特性介绍 (16)图15:大众MEB平台动力总成 (17)图16:伯格华纳eGearDrive 31-01电驱动桥基本情况 (18)图17:博格华纳eGearDrive 31-01传动效率 (19)图18:博格华纳eGearDrive 31-03传动效率 (19)图19:博格华纳eDM电驱模块 (19)图20:eDM电驱模块高精度螺旋齿轮 (19)图21:采埃孚电驱动桥外观 (20)图22:采埃孚电驱动桥内剖图 (20)图23:吉凯恩GKN电驱动桥产品 (21)图24:方正电机驱动电机型谱 (23)图25:上海大郡电机+减速机+电机控制器集成方案 (24)表1:电动汽车常用的四种驱动电机比较 (7)表2:国内外部分主流新能源汽车电机类型 (7)表3:新能源乘用车电机电控装机量排名 (11)表4:新能源客车电机电控装机量排名 (11)表5:新能源专用车电机电控装机量排名 (12)表6:部分厂商电机电控集成产品 (14)表7:主流电动乘用车主机厂电机配套情况 (26)表8:主流电动客车主机厂电机配套情况 (26)表9:主流电动专用车主机厂电机配套情况 (28)新能源汽车驱动电机、电机控制器概述新能源汽车的性能取决于核心部件动力电池、驱动电机和电机控制器。
其中,驱动电机可以将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力,作为电动汽车的动力来源,电机相当于传统燃油汽车的发动机;电机控制器可控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间工作,通过调节电机运行状态使其满足整车不同运行要求。
驱动电机概述电机是一种能量转换装置,即依据电磁感应定律实现电能转换与传递的一种电磁装置。
电机由定子、转子、轴承、壳体等组成,其中定子和转子是关键部件。
定子固定安装在壳体上,一般上面会绕有线圈,转子是通过轴承或轴套安装固定在机座上,转子上有硅钢片。
当处于工作状态时,电流在线圈的作用下会在定子、转子的硅钢片上产生磁场,磁场从而驱动转子转动。
图1:新能源汽车驱动电机结构示意图数据来源:盖世汽车、广发证券发展研究中心与一般工业电机相比,新能源汽车驱动电机需要满足:1)转矩控制高动态响应能力以应对汽车频繁加速、减速;2)电动车以固定齿比变速器取代传统多级变速器,要求电机在宽广的速度范围内高效产生转矩,在爬坡时可输出较高转矩,在汽车高速运行时提供较大调速范围以满足超车等要求;3)为降低整车能耗,减速制动时可实现能量回收;4)结构紧凑、功率密度大,实现轻量化与成本降低等。
回顾驱动电机发展历史,直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机四种驱动电机较为常见:直流电机电动汽车发展初期,由于主流电机技术成熟、控制方式简单、调速优良,大部分电动汽车都采用直流电机。
但目前已基本无车型选择直流驱动电机,主要因为:1)直流电机复杂的机械结构使其瞬时过载能力及电机转速的提高受到限制(其转速范围仅为4000-6000 r/min);2)长时间工作下机械结构损耗会增加维护成本;3)电机运转时电刷冒出的火花使转子发热,导致的高频电磁干扰会影响整车其他电器性能。
永磁同步电机:高功率密度与转矩密度永磁同步电机在新能源汽车领域得到了广泛应用,它是指一类在制造电机转子时加入永磁材料,并且转子转速与定子绕组的电流频率保持同步的电机。
定子绕组通入交流电后产生旋转磁场,与加入永磁体材料制成的转子自带磁场相互作用,推动转子围绕轴心线旋转。
转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。
因此,通过控制电机的定子绕组输入电流频率以控制车速。
永磁同步电机有较高的功率密度和转矩密度,即给汽车提供相同的动力输出时,永磁同步电机的质量与体积会更小,而新能源汽车尤其是新能源乘用车对空间占用及自重要求很高。
另外,永磁同步电机相比交流异步电机调速范围大,更适用于频繁起停等工况,且其峰值效率也较高。
永磁同步电机缺点主要体现在:1)高温、震动和过流条件下,电机会产生磁性衰退,所以在复杂工作条件下电机可能发生损坏;2)永磁同步电机对于密封性要求也很高,以防止金属颗粒飞散;3)永磁材料价格较高,因此永磁同步电机成本相对较高。
交流异步电机:成本较低、可靠性高、结构简单交流异步电机,又称交流感应电机,其与永磁同步电机的主要不同在于转子结构。
交流异步电机的转子内嵌有导体,导体两端连接成闭合回路。
图2:交流异步电机内部结构数据来源:鹏芃科艺、广发证券发展研究中心其工作原理过程为:对定子绕组施加交流电后定子产生旋转的磁场,旋转磁场与转子导体产生相对运动导致转子导体切割磁感线。
转子导体感应出电动势下,因为导体两端连接成闭合回路,因此存在感应电流感应电流在旋转磁场中形成安培力,带动转子转动(转子转速不可能达到定子产生的旋转磁场转速而称为“异步”的原因:当转子与旋转磁场转速相同时两者之间就不存在相对作用,也就不存在感应电动势、感应电流以及使转子转动的力矩)。
异步电机优点为价格较低、工艺简单、可靠耐用、维修方便,而且能忍受大幅度的工作温度变化,没有退磁困扰。
异步电机缺点为调速性、功率密度、峰值效率不及永磁同步电机,且由于交流异步电机在工作中需要生成旋转磁场,感应出电动势及电流、安培力进而驱动转子转动,增加了能量损耗环节。
开关磁阻电机1983年,英国TACS Drives 公司首次向市场推出开关磁阻电机。
开关磁阻电机是高性能机电一体化系统,主要由开关磁阻电动机、功率变换器、传感器和控制器四部分组成,其中开关磁阻电动机为系统主要组成部分,实现电能向机械能的转化。
开关磁阻电动机是利用磁阻最小原理,即磁通总是沿磁阻最小的路径闭合,利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。
开关磁阻电机具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高等优点,且可控性好,可应用于较为恶劣的环境。
其缺点主要为噪音和振动较大,控制系统相对复杂,导致目前还无法商用。
图3:开关磁阻电机定子与转子 图4:开关磁阻电机结构示意图数据来源:高工电动车、广发证券发展研究中心数据来源:鹏芃科艺、广发证券发展研究中心永磁同步电机为目前主流选择,且市占率有望不断提升直流电机已遭市场淘汰,开关磁阻电机仍无法广泛应用,永磁同步电机和交流异步电机均被市场广泛认可。
永磁同步电机作为驱动电机目前为市场主流选择,未来其市占率有望不断提升。
从产品特性看,永磁同步电机和交流异步电机各有特色直流电机、交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机中,直流电机性能参数普遍较差;永磁同步电机功率密度较高,尺寸更小,重量更轻,峰值效率和控制操作性能也较为出色;交流异步电机则拥有很好的可靠性,转矩性能和过载能力出色,同时操控性能高,成本也能控制在较低水平;开关磁阻电机转速能达到15000r/min以上,可靠性、转矩性能、功率密度也都较高,但目前因为噪音、振动等问题目前无法广泛应用。