電機(jī),作為新能源汽車的“心臟”,其技術(shù)革新直接驅(qū)動(dòng)著整個(gè)行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。
近年來,國內(nèi)外電機(jī)技術(shù)競爭激烈,中國企業(yè)如比亞迪、寧德時(shí)代憑借永磁同步電機(jī)技術(shù)占據(jù)市場主導(dǎo),而歐美企業(yè)則在無稀土電機(jī)領(lǐng)域積極探索。面對環(huán)保壓力和消費(fèi)者需求升級(jí),高銷、輕量化、智能化的電機(jī)技術(shù)成為未來趨勢!根據(jù)國內(nèi)外發(fā)展情況,可以將其發(fā)展歸納為以下4大發(fā)展方向!
1、高銷率與高性能的極高追求
寬禁帶半導(dǎo)體材料的革新應(yīng)用:碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導(dǎo)體材料,因其低導(dǎo)通損耗、耐高溫和耐高壓等特性,將在新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用,顯著提升電機(jī)效率和可靠性。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,采用SiC技術(shù)的車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率可提高10%以上,同時(shí)大幅減小體積和重量。
電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化:軸向磁通電機(jī)憑借其獨(dú)特的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了高功率密度和低重量的完美結(jié)合,正逐步成為新能源汽車領(lǐng)域的新寵。此外,開關(guān)磁阻電機(jī)(SRMs)作為無稀土材料的高銷電機(jī),通過電力電子和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)的深度融合,正在不斷拓展其應(yīng)用范圍,特別是在高能效和低成本方面展現(xiàn)出巨大潛力。
2、輕量化與小型化的技術(shù)突破
輪轂電機(jī)的輕量化進(jìn)程:輪轂電機(jī)技術(shù)通過將驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接集成到車輪中,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的極大簡化,但其重量和散熱問題一直是制約其發(fā)展的瓶頸。未來,隨著輕量化材料(如碳纖維復(fù)合材料)的應(yīng)用以及熱管理技術(shù)的創(chuàng)新,輪轂電機(jī)有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減重和高銷散熱,提升整車性能。
新型材料的研發(fā)與應(yīng)用:除了碳纖維復(fù)合材料外,鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)材料也將在新能源汽車電機(jī)中得到更廣泛的應(yīng)用。這些材料不僅減輕了電機(jī)重量,還提高了結(jié)構(gòu)的剛性和耐久性。
3、智能化與網(wǎng)聯(lián)化的深度融合
智能控制算法的廣泛應(yīng)用:隨著模型預(yù)測控制(MPC)、自適應(yīng)控制等先進(jìn)算法的不斷成熟,新能源汽車電機(jī)的控制精度和響應(yīng)速度將得到提升,能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整電機(jī)運(yùn)行狀態(tài),優(yōu)化能量分配,實(shí)現(xiàn)更高的能效和更好的駕駛體驗(yàn)。
車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融入:未來將深度融入車聯(lián)網(wǎng)體系,實(shí)現(xiàn)車輛間信息共享和協(xié)同控制。不僅有助于提高整體能效和防護(hù)性,還能為車主提供更加便捷、個(gè)性化的服務(wù)體驗(yàn)。如通過車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)收集并分析車輛運(yùn)行數(shù)據(jù),可預(yù)測并提前解決潛在的故障問題,提高車輛的可靠性和使用壽命。
4、減少對稀土材料的依賴與可持續(xù)發(fā)展
同步磁阻永磁電機(jī)的創(chuàng)新應(yīng)用:同步磁阻永磁電機(jī)(SynRM-IPM)結(jié)合了永磁同步電機(jī)和同步磁阻電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),在減少稀土材料使用的同時(shí)保持了高銷率。這種電機(jī)在低速和高速下均能表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,是未來新能源汽車電機(jī)的重要發(fā)展方向之一。
新材料研發(fā)的持續(xù)探索:為減少對稀土材料的依賴并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,全球科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)正致力于新型永磁材料的研發(fā)。例如鐵氮化合物、鐵氧體磁體等新型永磁材料,有望逐步替代稀土永磁材料,降低生產(chǎn)成本。