盘点!国产电动汽车都用的什么主驱电机
发布日期: 2024-04-02 | 作者:同步电机
电机作为电动汽车的动力源泉,其重要性不言而喻,目前国内大多数电动汽车采用功耗较低但是制造成本比较高的永磁同步电机,例如比亚迪、北汽新能源、吉利帝豪等;当然也有少数车型采用了成本较低但是更为费电的交流异步电机,例如蔚来 ES8、江铃 E200 等。
说到永磁同步电机就必须提及小时候玩的四驱车马达,由于电生磁的原理,电机中的线圈在通电后会产生磁场,同时与内部的磁铁之间由于同极相斥开始转动,这时候电流的增大带动线圈转动的速度。
不同于永磁同步电机采用磁铁+线圈的设计,交流异步电机采用线圈+铁芯的设计,虽然同样采用电生磁的原理,但是相较于永磁同步电机只需要给线圈通电不同,交流异步电机需要同时给线圈和铁芯通电。
磁场出现后,随着交流电的改变,磁场的方向和大小也在不断改变,这时线圈便开始在磁场中做切割运动,同时出现感应电流。
在电动汽车的电机使用方面,目前大多数国内厂商喜欢使用永磁同步电机,但是欧美公司大多会选择采用交流感应电机,这主要有以下几个原因:
1.欧美厂商的电动汽车最初主要是做电动跑车,其需要较大的扭矩以实现高加速度,并且随技术的进步,虽然永磁同步电机已然浮现并且效率更加高,但是让欧美厂商放弃已经很成熟的感应电机技术转向感应同步电机的研发显然不可能,国内厂商之所以采用永磁同步电机较多也和市场外因有关。
2.撇开市场和技术因素,目前永磁同步电机采用的稀土材料在海外分布也相对稀少,根据资料,目前中国拥有全球 70% 左右的稀土资源,并且永磁体的主要的组成原材料钕铁硼磁性材料的总产量达到了全球的 80%,在这样的环境下中国以永磁同步电机为主也不会感到意外。
目前国内使用感应电机的新能源品牌主要是蔚来,其中 ES8 延续之前发布的电动跑车采用了异步感应电机的设计,前后双电机的设计能带来最大 478kW 的功率,并以此带来 4.4 秒的百公里加速,而电机供应商则是自家的蔚然动力。
不同于 ES8 全异步感应电机设计,蔚来旗下第二款量产车型 ES6 虽然在基准版中采用了双永磁同步电机的设计,但是其性能版中采用了异步感应电机与永磁同步电机组合的方式,其前轴搭载了 160kW 永磁同步电机,后轴则搭载了 240kW 的异步感应电机,这样的搭配让 ES6 不仅拥有更长的续航能力,同时也兼顾了高性能。
目前国内电动汽车厂商大多采用永磁同步电机,相较于交流异步电机,永磁同步电机的性能表现更好,并且体积和重量方面也更占优势,而且制造时需要的稀土材料在国内也十分丰富,因此采用永磁同步电机的车型在国内种类繁多。
目前采用永磁同步电机的品牌主要有北汽新能源、比亚迪、小鹏汽车、吉利、奇瑞、威马等品牌,并且制造永磁同步电机的品牌也有很多,其中不泛包括西门子、博世、大陆、博世等机械大厂,北汽新能源和比亚迪也开发了自家的永磁同步电机。
北汽新能源自研的永磁同步电机目前已然浮现在旗下北汽新能源 EU5 车型上,并且这款车型拥有 R500 与 R550 两款车型,其中 R500 的综合续航能力达到了 416km,R550 更是高达 460km,并且这款车型电机的最大输出功率达到了 160kW,补贴后最高 16.19 万的售价也提升了它的购买价值。
作为国产新能源品牌的领头羊之一,比亚迪以永磁直流电机的研发和生产制造为主,根据其最近发布的 e 平台概念,他们的电机具有许多功率的版本,相较于交流异步电机,它提速更快并且由于结构相对比较简单,因此在维护方面更占优势。
目前搭载这款电机的车型有比亚迪元 EV,它的峰值功率达到了 160kW,综合续航能力在 305km 左右,并且补贴后 10 万不到的售价也成为小型 SUV 中极具竞争力的车型。
精进电动是一家在 2008 年成立于北京的电机制造品牌,他们主要开发电动汽车等新能源车型的驱动电动系统,目前已经有峰值 140kW 输出功率的电机,而合作公司方面有吉利、小鹏汽车等,作为国内电机制造领域品牌之一,精进电动的实力可以让我们关注。
小鹏汽车 G3 在性能方面拥有最大输出功率 145kW 的电机,拥有 47.6kWh 电池容量的它带来了 365km 的综合续航能力,补贴后不到 20 万的售价搭配 X-Pilot 智能驾驶辅助系统也逐步提升了其购买价值。
博格华纳在汽车制造领域算得上是老大哥级别了,他们在新能源车型的电机领域丝毫不输于西门子、大陆等品牌,国内电动车领域基于博格华纳平台开发的电动汽车很多,其中威马 EX5 就采用基于博格华纳开发的平台。
威马 EX5 在博格华纳的 EDM 集成电桥上自主继承了逆变器、高压配电等动力部件,由于采用高集成度设计,这款车在采用前置电机的前提下带来前舱储物盒设计,并且官方表示这款车动力系统的传动效率达到了 93%,峰值输出功率达到了 160kW,其综合续航能力最高达到了 460km。
国外大众、戴姆勒和宝马等品牌的新能源车型大多采用来自博世的电机进行开发,国内车和家发布的旗下首款量产车理想 ONE 前轴就采用了来自上限功率100kW的博世永磁同步电机,其百公里加速时长仅 5.6s。
电机作为电动汽车三大件中的动力系统,其重要性不言而喻,从一定层面上来说采用自主研发的方式不但可以降低成本,并且不会受到供货商的限制问题,目前来看已拥有自研电机的汽车企业仅有北汽新能源、比亚迪和蔚来三家,不过随着电机研发技术的发展,未来采用自研电机的汽车制造商会慢慢的变多,到时候就让我们期待下吧。
4月13日,吉利汽车与2022年第19届亚运会组委会正式签约,成为杭州亚运会官方汽车服务合作伙伴。与此同时,吉利宣布到2020年,将在全世界内实现L3级别无人驾驶技术量产。到2022年杭州亚运会召开时,吉利将推出最高达到L5等级的无人驾驶接驳车,及GKUI智能网联服务车,供亚运园区使用。这一规划正在划出自主品牌进军无人驾驶的重要节点。
根据SAE(国际汽车工程师协会)制订的无人驾驶汽车分级标准,L3表示自动系统既能完成某些驾驶任务,也能在某些情况下监控驾驶环境,但驾驶员必须准备好重新取得驾驶控制权。
当前,国内汽车自主品牌大多停留在L2级别无人驾驶阶段,阻挠更高级别无人驾驶技术的很大一部分原因主要在于激光雷达等硬件的成本,以及车企对于安全性的考量。由此,车企目前更愿意在车上搭载ADAS软硬件以增强主动安全。
按照循序渐进的节奏,外资品牌大多将L3无人驾驶作为首要实现目标,进而向L4、L5前进。同时,也有一些车企计划直接从L2向L5跳跃式发展。无论如何,在这一目标的实现过程中,封闭式场景比如物流园区、高速公路等正成为高级别无人驾驶的首要理想场所。
这一规划在2017年5月得以明确。当时,吉利提出无人驾驶“四步走”的G-Pilot战略,提出从G-Pilot 1.0到G-Pilot 4.0的技术规划,并称将在2020年后实现高度无人驾驶。
所谓的G-Pilot,即是吉利汽车无人驾驶技术路径规划,也被官方成为吉利智能驾驶技术的10年路线年的博瑞车型开始,预计在2020年后实现高度自动驾驶,2024年后将G-Pilot系统推向新高度。
吉利G-Pilot 1.0主要实现的是ACC自适应巡航、AEB自动紧急制动、LDW车道偏离预警等功能,主要搭载于吉利博瑞、博越、帝豪GS、帝豪GL等车型。
在G-Pilot 2.0阶段,车辆能轻松实现纵横向的动力学联合控制,通过多传感器数据融合技术,提高环境感知精度和可靠性。据介绍,G-Pilot 2.0将实现特定环境下的无人驾驶能力,例如自动泊车系统,并逐渐应用在量产车型上。
在G-Pilot 3.0阶段,车辆可实现临近车道的变道以及无人监控的自动泊车操作等。并结合更多车联网信息娱乐,和云端车车协同功能。
G-Pilot 4.0阶段是吉利无人驾驶技术路线的最高层级,该平台结合了自动驾驶技术和出行算法逻辑,可提供完整的出行服务。
可以看到,当时吉利对G-Pilot的划分,虽未给出明确的无人驾驶时间节点,但却也对一些如自动泊车、自动变换车道等功能制定了目标。
从推进进度看,吉利博瑞GE是突破L1后第一次实现L2的量产车。在博瑞GE实现L2级智能驾驶后,不仅具备了高速自适应巡航,更能够在低速城市路况下,结合前车状态、车道情况,实现横向变道。通俗地讲,这款车会自己泊车、跟车、车道保持和转弯。
从硬件看,L2的博瑞GE搭载的是21个无人驾驶传感器,包括1个毫米波雷达(探测前方目标)、12个超声波雷达(探测车身周边障碍物)、1个记录摄像头(行车环境记录)、2个传感器(实现雨量感应和自动大灯功能)、4个全景摄像头(探测车辆前方环境)和1个单目摄像头(智能驾驶解决方案)
通过毫米波雷达和高清摄像头数据融合的方式,博瑞GE可以的感知可以覆盖32个雷达监测目标、16个摄像头监测目标,以及4个前方显示目标。例如,通过摄像头和毫米波雷达探知前方车辆,实现0-150km/h车速下的自适应跟巡航功能,通过博世第二代单目摄像头实现车道保持功能,通过超声波传感器实现自动泊车功能。
众所周知,业内公认的第一款实现L3量产的是奥迪A8,这款车共搭载了12个超声波传感器、4个全景摄像头、1个前置摄像头、4个中程雷达、1个红外摄像机。单从硬件来看,吉利向L3量产进军时或许也绕不开雷达和摄像头结合的方案。
原因在于,L3可是视为自动驾驶告别人类驾驶员控制的重要标志,也是展现车企研发技术竞争力的一次重要机会。
一位自主品牌公司无人驾驶项目负责人曾表示,无人驾驶将是未来主机厂之间以及与科技公司之间竞争的关键战场,也是像过去的发动机、变速箱技术一样的重要技术,主机厂必须要自己掌握。
广汽新能源计划将在2019年向市场量产L3级别的无人驾驶车,从而成为国内第一家真正推出无人驾驶车辆的车企。长安汽车计划到2020年实现有条件无人驾驶量产,2025年将实现L4级无人驾驶量产。奇瑞计划在2019年底和2020年完成功能开发,实现L3级无人驾驶汽车量产。一汽集团旗下红旗计划在2019年推出实现L3级无人驾驶的量产车型,2025年实现L5级无人驾驶。北汽在于百度的Apollo开发平台合作后,计划在2019年左右推出L3级无人驾驶车辆,到2021年前后将实现L4级无人驾驶。
造车新势力中,蔚来方面曾表示,将在 2020 年为美国消费者推出无人驾驶汽车。今年3月,蔚来创始人兼CEO李斌透露,蔚来目前正在研发第二代平台。该平台中,蔚来将跳过L3级别无人驾驶,直接研发L4级别自动驾驶。李斌称3年时间基本上能实现L4级自动驾驶。
威马汽车创始人、董事长兼CEO沈晖在最近的一次媒体见面会中,则主要围绕现阶段L2/L3量产和普及进行了分享,就没有透露任何关于高级别无人驾驶的信息。小鹏汽车则计划在2020年实现L3级无人驾驶量产落地。
量产车型面世前,仿真测试和道路测试也是绕不开的一关。有多个方面数据显示,至少需要验证10亿公里或者几百年以后,才能证明无人驾驶的安全性。目前业内一致认为,对于无人驾驶测试一定要进行的10亿公里的测试数据,90%以上的需要在计算机虚拟环境去测试,10%左右的在实际道路去测试,也即1亿公里道路测试。
根据《北京市无人驾驶车辆道路测试技术报告(2018年)》显示,北京市路测的无人驾驶车辆共计进行路测里程为153565公里。其中,百度以139887.7公里的路测成绩占据了整体路测里程数的91% 排名第一,小马智行、蔚来汽车分别位列第二和第三名,总测试里程分别达到10132.9公里和2415.3公里。吉利则未上榜。
“为了完成10亿公里的测试,吉利制定了一个十年的规划。从2014年开始,吉利便致力于对无人驾驶测试数据的搜集。而要完成三级到四级无人驾驶技术的突破,还需要突破功能安全的难题。三级之所以做不到四级,很大的原因是安全性达不到。”吉利汽车智能驾驶开发中心资深总工程师刘卫国此前接受各个媒体采访时表示。
吉利控股集团董事长李书福曾在2016年、2017年两会期间为加快无人驾驶立法进行提案,同时,他对安全也相当重视。去年4月,李书福在Uber于美国亚利桑那州发生无人驾驶路测致命事故后就表示,“事故提醒我们,无论我们开发多快,安全是第一个任务,如果安全得不到保证,那么就不应该有无人驾驶汽车。”
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