百摩网
当前位置: 首页 生活百科

新能源汽车核心技术的优劣势(新能源汽车核心技术原理详解)

时间:2023-07-21 作者: 小编 阅读量: 5 栏目名: 生活百科

目前国内外电动车的传动机构都是单机减速,即没有离合、没有变速。转子即新能源汽车的主驱动电机,它承担了与新能源汽车运动相关的所有功能。新能源汽车的电机有正转和反转,正转即为向前行驶,反转即为倒车。新能源汽车在正转加速行驶过程中,电机为负扭矩,扭矩的精确意味着新能源汽车加速速度的快慢。

新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”,包括电驱动,电池,电控。

下面详细讲解一下三电基础知识:

一、电池

电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。电池的关键在电芯,电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。

动力电池是非常“年轻”的产品, 1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池,它是现代电动汽车架构雏形,从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在流行的锂电池,也才20多年。

从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管理系统等。

大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力

跨国车企,虽然没有自己的电芯,但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这是为了加强动力电池的核心竞争力。与大多自主品牌的差别是,即使不采用这家的电芯,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里。

但是我们更关心的是动力电池,也是就新能源汽车中的能量来源,目前动力电池中,镍氢电池面临淘汰,铅酸电池全凭保有量在支撑,故目前以锂电池最为主要。(如下图)

先介绍几个重要概念

能量密度方面电池肯定不如汽油,但是究竟差别多大呢?一箱50L的汽油可以大概跑600km,续航同样里程的电动车需要多少电池呢?(如下图)

下表列出了四类锂电池的主要性能指标差别。从表中可以看出,四类电池各有优劣。那各汽车厂商究竟是凭什么选择其中某种电池呢?哪种电池又将是未来的主流呢?

数码电子产品对锂电池安全性要求不高,钴酸锂电池最合适3C领域,特斯拉敢于使用此类电池也是未来得到超强的续航能力,但是同时其安全性能要打些折扣。

锰酸锂电池因其不偏不倚的特征赢得动力电池最大的市场占有率,虽然其能量密度不如钴酸锂和三元锂,但其他综合性能相当出色。

如果不是较低的能量密度限制了磷酸铁锂电池,其真的有可能成为动力电池中的霸主。安全性能和寿命这两个关键指标都是顶尖的。

如果说国内把锂电池的发展重心放在了磷酸铁锂电池上,国际动力锂电池行业的新星非三元锂电池莫属,比钴酸锂电池更高的能量密度,成本低于钴酸锂电池,安全性也相当可靠。不同车企对于动力锂电池的选择都有自己的考虑(如下图)

动力电池发展趋势

总结:

二、电驱

电驱由三部分构成:传动机构、电机、逆变器。目前国内外电动车的传动机构都是单机减速,即没有离合、没有变速。未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性,同时降低对电机、电机变阻器的需求,即提高性能,降低成本。

电机由三部分组成:定子、转子、壳体,电机技术的关键点在定子、转子。转子即新能源汽车的主驱动电机,它承担了与新能源汽车运动相关的所有功能。新能源汽车的电机有正转和反转,正转即为向前行驶,反转即为倒车。

新能源汽车在正转加速行驶过程中,电机为负扭矩,扭矩的精确意味着新能源汽车加速速度的快慢。当扭矩产生误差时,需要电机来完成的新能源汽车加速,里程数则转变为需要消耗同等能量的电池来完成,而电池的成本相比电机较大,因此新能源汽车电机的效率和性能至关重要。目前汽车专用点击驱动系主要有三类:直流点击驱动系、永磁同步电机驱动系、交流感应点击驱动系。

直流电机

感应电机

永磁电机

逆变器是把直流电转变成交流电的设备,若一台电动汽车的逆变器能支持较高电压,则相应的电压充电流较大,功率较大,这意味着同样电流进行充电,充电功率可以等比例放大,即充电时间会缩短。若提高逆变器的支持电压,则相应的充电时逆变器产生的热量会变多,那么就需要解决逆变器中IGBT模块的散热问题,这是提高充电效率的关键问题,目前日本丰田对此研究较深入,例如其加硅碳技术的应用。

三、电控

新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代,其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。同时,电控系统面临的工况相对复杂:需要能够频繁起停、加减速,低速/爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,具有大变速范围;混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。

电控方面,对于一般的主机厂来说,真正掌握的只有整车控制器,新能源汽车整车控制器与传统汽车的整车控制器差别并不是很大,它的成熟度也比较高。

此外,电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。因此,电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求:

1,驱动电机要有更高的能量密度,实现轻量化、低成本,适应有限的车内空间,同时要具有能量回馈能力,降低整车能耗;

2,驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩,以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能;

3,电控系统要有高控制精度、高动态响应速率,并同时提供高安全性和可靠性。

电机电控系统作为新能源汽车产业链的重要一环,其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。目前,国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池,部分电机电控核心组件如IGBT 芯片等仍不具备完全自主生产能力,具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。

通过上面分析可以看出,绝大部分自主品牌仅掌握了整车控制器与三电集成技术,对三电零部件技术却仍是处于没有进门的阶段,毕竟不是一个领域,技术不是一蹴而就的。

而合资品牌方面,没有电芯是它们唯一的软肋,但是通过自己设计电池组与电池管理系统,进而掌握动力电池技术弥补了这个缺陷。技术这种东西是需要积累的。

在2020年前补贴逐步下降甚至之后退出,对于主机厂来说,最重要的工作是如何降低动力电池的成本,也是技术与市场博弈的关键阶段,如果技术受制于人,降成本将难于上青天。

    推荐阅读
  • 致电和来电的区别(来电与致电)

    2、致电是你通过电话通信方式主动向联系别人,这个叫致电。

  • lcd屏手机真的不累吗(为什么还有人坚持用LCD屏手机)

    随着各大手机厂商普及了DC调光,解决了PWM调光的伤眼问题,OLED屏的最后一块短板也被补上了。1,低频PWM调光无法避免众所周知,当初抵制OLED屏的最大原因,是因为低频PWM调光会导致屏幕闪烁,长期使用会使眼睛出现不适感。有业内人士指出,按照正常寿命来说,手机上采用的LCD屏幕一般为4万小时,而OLED为5000小时,显示寿命相差8倍以上。也就是说,LCD根本不用担心屏幕老化问题,只需要操心性能够不够用。

  • 永不妥协观后感(看永不妥协有感)

    在一个烈日炎炎的中午,艾琳在整理资料档案时,发现了一份未写完的档案。艾琳看过这些资料后,下定决心要为当地居民讨回公道,维护当地居民的权益与健康。她驾车风风火火地赶到污染水区辛克利,做了第一次全面的调查。

  • facebook17年浮沉史(互联网的阴暗之地)

    为此,扎克伯克最近两年来对外宣称,Facebook已经引入事实核查,聘请更多的专业人士加入,同时加大力度研发算法。他们供职于世界上最大的社交网站Facebook,或世界上最大的搜索网站Google。这段视频引起了全世界的一片哗然,并在社交网络上保留了近24个小时,这让Facebook成为众矢之的。Facebook曾在今年3月份宣布,将推出一套能够识别出试图自杀或自残的用户的AI系统。

  • 医学生教师节祝福语(医学生教师节祝福语有哪些)

    十年树木百年人,老师恩情比海深一日为师终身父,毕生难以报师恩,我来为大家科普一下关于医学生教师节祝福语?医学生教师节祝福语十年树木百年人,老师恩情比海深。在所有的主任中,班主任的职位最低,但是在所有的主任中,班主任对社会贡献最大。身体安康是学生们最大的安慰。愿我们的祝福能让您的笑容多一丝欣慰。学而不厌,诲人不倦,桃李芬芳,其乐亦融融。祝福您,教师节愉快。

  • 红狐是一种什么样的生物 红狐是保护动物吗

    最近,黑龙江省大兴安岭阿木尔林业局森林管理员何喜燕幸运地遇到了山中的精灵——大兴安岭红狐。简而言之,赤狐在世界各地分布广泛,因此在不同地区有不同的称呼。事实上,赤狐现在分布在整个北半球中,包括欧洲、北美、亚洲草原和北非。因此,从赤狐的食性来看,其实是杂食性的物种。红狐这次出现在大兴安岭,其实证明了我国对生态环境的保护力。

  • 西安正新鸡排突击检查(南安突击检查四家人气鸡排店)

    南安市市场监督管理局突击检查四家人气鸡排店“合成鸡排”未发现一些问题要整改执法人员对鸡排店进行检查近期,有媒体曝光了“合成鸡排”,引发网友热议。针对2名从业人员无健康证的问题,执法人员出具了责令整改通知书。南安市市场监督管理局相关负责人表示,本次检查暂未发现“合成鸡排”的身影,针对部分有问题的商家,执法人员已要求商家限期整改到位。

  • 网易云车载蓝牙如何显示歌词(显示歌词方法)

    跟着小编一起来看一看吧!网易云车载蓝牙如何显示歌词新版本的网易云音乐,可以设置显示歌词。先点击网易云左上角的三横。点击滑块后,车载蓝牙歌词就已打开了,能看到底部的提示。

  • 集美大学开学时间2022 集美大学开学时间2022寒假

    集美大学开学时间20222022年2月21日开学!往下查看完整校历↓↓*以学校实际为准点击查看:

  • 白鹿原大结局白孝文和黑娃(白鹿原52集最新剧情)

    时刻所剩无几,白灵心急手忙地拔枪向着刑场而去,黑娃随之而去。此情此景,惊心动魄,白鹿原的乡平易近们不禁为鹿兆鹏扼腕感喟。朱师长教师欣慰不已,他直言都是冷师长教师大方解囊,鹿兆鹏才气虎口余生。冷师长教师为鹿兆鹏筹备了良药,他事无大小地交接白灵,白灵含泪逐一答允下来。白灵日日赐顾帮衬鹿兆鹏,鹿兆鹏的病情一点点好转。出村时,白灵撞见挖野菜的田小娥,她欣然将本身的口粮留给田小娥。