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驅(qū)動電機是新能源汽車的三大核心部件之一，相較于傳統(tǒng)工業(yè)電機，新能源汽車驅(qū)動電機有更高的技術(shù)要求。那么，目前我國的新能源汽車驅(qū)動電機技術(shù)處于什么水平?所使用的驅(qū)動電機有什么特點?當(dāng)前的市場如何?未來又將面臨怎樣的發(fā)展態(tài)勢?
驅(qū)動電機是新能源汽車的三大核心部件之一，相較于傳統(tǒng)工業(yè)電機，新能源汽車驅(qū)動電機有更高的技術(shù)要求。從某種意義上來講，新能源汽車驅(qū)動電機的發(fā)展水平直接決定了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)程度。業(yè)內(nèi)人士指出，如今國產(chǎn)新能源汽車相關(guān)的政策暖風(fēng)持續(xù)吹向電機行業(yè)，將會對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極作用。
那么，目前我國的新能源汽車驅(qū)動電機技術(shù)處于什么水平?所使用的驅(qū)動電機有什么特點?當(dāng)前的市場如何?未來又將面臨怎樣的發(fā)展態(tài)勢?
國內(nèi)驅(qū)動電機技術(shù)及市場取得新突破
由于新能源汽車的發(fā)展時間較短，新能源汽車電機產(chǎn)業(yè)尚未完全成熟，目前國內(nèi)外市場上的新能源汽車電機產(chǎn)品一般由傳統(tǒng)電機企業(yè)、汽車電子企業(yè)或電池企業(yè)拓展的供應(yīng)商提供。加之中國的電機產(chǎn)業(yè)起步較晚，而且世界先進(jìn)電機技術(shù)都掌握在歐洲和日本等老牌的電機強國的企業(yè)之中，所以就電機產(chǎn)業(yè)而言，中國要想領(lǐng)先于這些傳統(tǒng)強國確實存在一定的難度。
北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院教授余達(dá)太也曾經(jīng)公開表示：“國內(nèi)真正有實力做新能源電機的企業(yè)很少，尤其是在乘用車領(lǐng)域，在各企業(yè)大力宣揚擁有‘核心自主’的背景下，大家都不愿對外展示作為新能源汽車核心部件之一的電機環(huán)節(jié)仍處于受制于人的境況。”
驅(qū)動電機作為新能源汽車上的關(guān)鍵零部件，技術(shù)還有待提高，產(chǎn)品品質(zhì)有待升級，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有待完善，再加上我國驅(qū)動電機行業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)化起步階段，在關(guān)鍵技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家確實存在差距。但是近年來，通過國家對新能源汽車電機系統(tǒng)的集中研發(fā)和應(yīng)用，我國各大電機企業(yè)已自主開發(fā)出能夠滿足各類新能源汽車需求的驅(qū)動電機系統(tǒng)產(chǎn)品，并且獲得了一大批電機系統(tǒng)的相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)，初步形成具有核心競爭能力的車用驅(qū)動電機系統(tǒng)批量生產(chǎn)能力。
中國能夠生產(chǎn)新能源汽車驅(qū)動電機的廠家有30家左右，包括整車廠、汽車零配件生產(chǎn)商、獨立電機生產(chǎn)商，在本土廠商中，能夠為整車廠進(jìn)行批量供貨的生產(chǎn)企業(yè)有15家左右。過去的2014年，我國新能源汽車驅(qū)動電機取得令人欣喜的進(jìn)步。
新能源汽車電機
在技術(shù)方面，方正電機公司及旗下全資子公司深圳市高科潤電子有限公司共同搭建了新能源驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)平臺，形成研發(fā)資源、產(chǎn)品參數(shù)和試驗平臺數(shù)據(jù)共享的全面協(xié)同研發(fā)，申請并授權(quán)9項新能源汽車電機實用新型專利，申請受理一項發(fā)明專利。
在市場方面，江特電機并購了上海交鴻，拓展機器人等自動化企業(yè)之后，產(chǎn)品向節(jié)能、高效電機產(chǎn)品轉(zhuǎn)型成效明顯，新能源汽車電機的銷售收入實現(xiàn)了811.74%的增長。
大洋電機公司的新能源汽車驅(qū)動電機的總成系統(tǒng)年收入為9946.47萬元，同比增184.35%;毛利率24.92%，同比增4.72個百分點。同時，《微電機世界網(wǎng)》還從北京汽車新能源股份有限公司處得知，該公司已經(jīng)在2014年成立了兩家電機分公司，其中的北汽大洋電機正是與大洋電機公司合作創(chuàng)立，全面投入生產(chǎn)新能源汽車專用電機及控制系統(tǒng)，旨在共同促進(jìn)中國新能源汽車驅(qū)動電機技術(shù)發(fā)展。
憑借北京汽車工業(yè)集團(tuán)的新能源汽車技術(shù)研發(fā)、資源集約、產(chǎn)業(yè)整合的項目管理平臺，再加上大洋電機在國內(nèi)領(lǐng)先的專業(yè)化電機研發(fā)制造能力，北汽新能源汽車意在推進(jìn)中國新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化，從競爭到聯(lián)合的模式將進(jìn)一步推動中國新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，助力中國汽車行業(yè)實現(xiàn)更高的標(biāo)準(zhǔn)。
永磁電機占據(jù)市場已成必然趨勢
據(jù)悉，原本新能源汽車市場上應(yīng)用最廣泛的電機主要有三類：永磁同步電機、異步電機和開關(guān)磁阻電機。
異步電機較之于永磁電機，成本更低、結(jié)構(gòu)相對更簡單、控制技術(shù)也相對成熟。但是其高效區(qū)較窄，在相同的性能參數(shù)下，異步電機的尺寸較大，重量較重，這些缺點都在一定程度上制約了其廣泛應(yīng)用。
開關(guān)磁阻電機從電機本身和控制來說都十分成熟，電機結(jié)構(gòu)簡單可靠、系統(tǒng)成本低是其主要優(yōu)點。但是開關(guān)磁阻電機有轉(zhuǎn)矩波動大、噪音大、系統(tǒng)非線性特性等缺點，所以目前應(yīng)用還受到限制。
 近年來，隨著電子電力技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁同步電機也得到了迅速推廣，加之新能源汽車電機技術(shù)要求較高，目前業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為永磁同步電機是最合適新能源汽車的電機類型且最具競爭優(yōu)勢。
永磁電機具有效率高、比功率大、功率因數(shù)高、可靠性高和便于維護(hù)等優(yōu)點，采用矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，可使永磁電機擁有寬廣的調(diào)速范圍。因此以豐田汽車和本田汽車為代表的國際化制造商以及國內(nèi)一汽、東風(fēng)、長安、奇瑞等廠商均在其新能源汽車中采用永磁電機，推動新能源汽車電機轉(zhuǎn)向永磁化方向發(fā)展。有人就此提出憑借著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及我國在稀土材料、電機和電力電子制造等方面的優(yōu)勢，我國的新能源汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展必將駛?cè)?ldquo;快車道”。
雖然我國稀土材料儲量豐富，而且從現(xiàn)在的趨勢來看，未來新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)將會朝著電機永磁化、控制系統(tǒng)數(shù)字化和系統(tǒng)集成化方向發(fā)展。但是，目前我國永磁驅(qū)動電機價格過高卻是不容爭辯的事實，這也是導(dǎo)致采用永磁電機作為驅(qū)動電機的新能源汽車價格“不夠親民”的重要因素。
那么造成新能源汽車永磁電機價格過高的主要原因是什么呢?《微電機世界網(wǎng)》就這個問題詢問了深圳一位從事微電機研發(fā)十余年的工程師，他認(rèn)為“中國異步電機和磁阻電機的研發(fā)及生產(chǎn)技術(shù)與國外差距并不明顯，但是從發(fā)展大趨勢來看，新能源汽車需要的是永磁電機，中國恰恰在永磁電機的研發(fā)領(lǐng)域與國外的技術(shù)水平存在一定差距。”
永磁電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，技術(shù)研發(fā)改進(jìn)較為困難，而且飽和非線性也使得其控制相對復(fù)雜，導(dǎo)致價格難以降低。但是永磁電機擁有效率高、高效區(qū)寬、轉(zhuǎn)矩密度高、重量輕、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點，所以目前的混合動力轎車中采用的基本都是永磁同步電機，就拿豐田的普銳斯來說，其所采用的永磁電機功率已達(dá)到了50kW，未來新能源汽車驅(qū)動電機市場被永磁電機占領(lǐng)是必然的趨勢。
政策扶持將拉動電機產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?/strong>
電機作為新能源汽車的動力來源，是必不可缺的零部件，也是新能源汽車發(fā)展的基礎(chǔ)。雖然國內(nèi)新能源汽車驅(qū)動電機行業(yè)還存在較多不足，但是國內(nèi)政策扶持將加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。
“我國是世界汽車的制造大國，具有一定規(guī)模的生產(chǎn)制造驅(qū)動電機以及零部件的企業(yè)逾千。這一切都得益于持續(xù)增長的國內(nèi)消費市場所提供的巨大發(fā)展空間，再加上政策的扶持，新能源汽車未來的市場前景很值得期待。” 中國汽車協(xié)會車用發(fā)電機分會常務(wù)副秘書長葛紅如此評價中國的新能源汽車市場。
2014年中國新能源汽車推廣力度開始加強，產(chǎn)銷量出現(xiàn)加速增長的態(tài)勢，新能源汽車的市場增長加速將帶動新能源汽車驅(qū)動電機市場的發(fā)展。再加上日前財政部、工信部、國稅總局三部委聯(lián)合發(fā)布了新能源車的扶持政策，對節(jié)能車船減半征收車船稅，對新能源車則將完全減免車船稅。
新能源汽車政策扶持
科技部也在今年發(fā)布了《國家重點研發(fā)計劃新能源汽車重點專項實施方案(征求意見稿)》，該方案的具體目標(biāo)是到2020年，中國的新能源汽車驅(qū)動電機技術(shù)水平保持國際先進(jìn)，電機驅(qū)動控制器比功率要比2014年提高一倍，趕上國際先進(jìn)水平，并實現(xiàn)新能源汽車保有量達(dá)到500萬輛的目標(biāo)。
各項扶持政策的出臺讓廣汽集團(tuán)、上汽集團(tuán)等眾多汽車廠商紛紛推出新能源汽車。北京汽車新能源股份有限公司也向《微電機世界網(wǎng)》表示：“因為國家政策支持，所以我們享受到了很多企業(yè)享受不了的優(yōu)勢，近幾年我們北汽集團(tuán)，包括新能源汽車驅(qū)動電機和汽車整車在產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)能、研發(fā)隊伍建設(shè)方面都得到了很大的提升。”