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新能源汽车的电驱动系统里,最核心的技术的是什么?

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一、新能源汽车的电驱动系统里,最核心的技术的是什么?

先放一张电动汽车电驱系统 Powertrain 组成图,方便认知本文都讲了啥!(内容比较干)

电驱系统主要包含电机、电机控制单元、减速器三部分,电驱系统的核心技术Knowhow就包含在这里面了。

△ 电动汽车电驱系统组成
上图为奥迪e-tron Sportback 双电机动力单元。

但似乎看上图并不太能看出电驱系统的核心技术在哪,毕竟都是被金属外壳包着,我们不妨换一个角度来思考这个问题!

多数时候,用户需求决定了产品技术的演进方向。

比如电车续航短就用容量更的大电池,提高能量密度;车机卡顿就上高通 8155 芯片,再不行就2颗;辅助驾驶感知有局限就上激光雷达等等...电驱系统也不例外!

人们对动力单元的核心需求无外乎是:

①响应要快,动力要猛;

②效率要高,能耗要省;

③故障率低,皮实耐用,稳定可靠。

更多的潜在需求在于:

①集成度足够高,给车内及前后备箱腾更多空间;②成本合理(最终会反映到车价上);③高转速时不要啸叫吵人;

下图汇总了电车动力单元的核心要素,其实电驱系统的技术和进化都是围绕着这几个方面展开的。

△ 电驱系统核心要素

1、电机动力目前已经够用,压榨潜力和必要性不大

在电驱最重要的“动力”属性上,目前大多数的电车都存在动力过剩现象,以36w+的特斯拉 Model3P 为例,加速可以秒掉200w左右的性能油车,3w的宏光MiniEV 起步提速甚至要比很多油车要直接。

△ 部分高性能电机功率参数

也就是说,电机动力在目前在多数电车上已经够用,传统油车的大马力溢价,在电车上已经变得不值钱。上图列出的高功率密度电机,给人的感觉就是电车马力跟白给似的...

车企与其在现有绰绰有余的电机功率上,再花大成本研发新的动力品台,提高动力参数,倒不如把成本分摊到其他用户更能感知的地方。

△ ModelS Plaid 和 Lucid Air 蓝宝石版参数对比

当然,对于少数追求绝对动力加速的性能电车,如特斯拉ModelS Plaid、Lucid Air sapphire、悍马EV、保时捷Taycan TurboS等车型。

这里面有一些新的提升动力的关键技术:

如扁平绕组线圈、端部换位提高槽满率、优化转子结构等方法提高磁满率,进一步提高电机功率和功率密度。

近几年也越来越多车型搭载直瀑式油冷电机,让电机冷却降温更高效,帮助功率输出连续不衰减。

也有通过智能算法优化电机动力输出,来实现更好的动力、能耗、操控稳定的。

个人觉得认为上面的技术都算是电驱核心技术!

△ 部分电机新技术梳理

2、电机能效已接近瓶颈,提升能效需要指望碳化硅的应用

基于第1部分,电机动力对多数用户已经够用甚至过剩的前提,下图是某电机能效Map图,可以清楚看到,在多数日常使用转速区间内,电机的能效都是在90%以上的。

而且目前多数新能源车型搭载的电机最佳能效在90%~95%,甚至部分高效电机达到了96%,此时想要在现有基础上继续提升电机能效,付出的成本将是倍数级增加,对于车企和用户都不那么太划算。

△ 某电机能效MAP图

于是提高电机控制单元中的主逆变器能效,成为提升整个电驱系统能效的新方向。

也就是用SiC碳化硅模块替代目前主流的IGBT模块!

△ 碳化硅材料优点

碳化硅SiC MOSFET 的优点有很多,体积小利于封装和集成、开关/导通响应快且损耗更小、耐压值高(是硅基的10倍)、导热率高利于散热,及更高的功率密度等。

△ 碳化硅优势原理解析

最重要的是使用SiC碳化硅模块的电机控制单元,相比IGBT模块方案,可以实现从电池到电机路径,约5%的效率提升,也就是能给整车省去约5%的能耗。

相比车企多用5%续航所对应的电池成本,还徒增车重带来的负面影响,即便是当前成本相比IGBT更高的碳化硅模块,也是最好的选择!

△ 特斯拉Model3 逆变器采用24颗SiC模块
△ 搭载碳化硅模块的车型
上图基于水印图源做二次整理。

另外相比IGBT,碳化硅更耐高压的优势(千伏以上),更适用于后续更多新能源车型将要搭载的800v电气架构,不止用在主逆变器上,还可以应用到高压充电桩、高压电池Pack、OBC充电机、DC-DC转换器上,将有更大的用武之地,能给整车能效和充电体验带来进一步提升!

△ 碳化硅器件在新能源车中的应用

这里要特别表扬下国产品牌比亚迪,BYD是全球唯一实现碳化硅器件自研自产的车企!


3、集成化大有可为,已是大势所趋,跨系统整合能力会是最核心的技术竞争力,用户价值更高!

上面主要谈的是电驱系统单个零部件的升级和优化,电驱系统零部件的多合一大集成目前已是行业大势所趋!

△ 比亚迪八合一电驱总成

高度集成的电驱系统,优势有很多:

大大节省体积和减重、降低整体BOM成本、提高一体化装配效率、提高电驱系统整体功率密度等...

对于用户的价值在于,小体积省去更多Layout空间,能得到更大的车内空间和前后备箱容积;减轻重量意味着相同电量能跑更长的续航里程;同时BOM降本也间接降低了用户的购买成本。

电驱系统的演进历史,大致可以分为3个阶段:

15~17年的分体式三大件→18~20年三合一成为主流→21~现在的多合一大集成阶段。

下图整理了电驱系统的演进路线,更加直观易懂!

△ 电驱系统发展演进路线

虽然多合一只是多系统零部件的组合集成,但跨部件、跨领域的系统集成,是非常考验技术和工程能力的,目前只有为数不多有积淀的大厂能够做到。

相比于电机功率提升和能效优化,多合一大集成的所带来的综合收益会更加明显,是当之无愧的新能源汽车电驱系统最重要的核心技术之一!


4、写在最后的一些感想

正如文中所看到的,中国新能源汽车换道超车在近5年内,无论在电池领域 、电驱领域、以及核心零部件、及核心技术领域,其实已经走在世界前列,成效显著,令人振奋!

就电驱系统领域而言,国外车企中特斯拉和Lucid在这个领域相对领先,Tire1中博世、大陆、博格华纳、采埃孚等有很多产品和布局,但我们国内有如比亚迪、华为、精进、蔚来XPT等企业也同样掌握诸多Knowhow,甚至还领先半个身位。

国内日渐成熟完善的新能源汽车配套生态,将会成为国产新能源汽车崛起,领先全球的重要推力。

可以预见的是,随着新能源汽车渗透率的不断提高,国产新能源车将不断替代动作缓慢的合资/外资品牌,同时打破合外资品牌的溢价,抢占到更多市场占有率!

关于电驱系统的核心技术,这篇内容做了很多梳理和延展,整理不易,想必也对你会有所帮助,请不要吝啬点赞关注~

二、前轮油驱动后轮电驱动汽车?

大部分家用汽车都是前轮驱动的,也有一些比较便宜的汽车是后轮电驱的。

前驱和后驱区别其实很大的。前驱车的发动机一般是横置的,横置发动机的安装位置在前轴前面,这样大部分重量都集中在车头部位。

前驱车在快速过弯的时候是比较容易出现推头现象的。

前驱车的车内空间更大,所以这种车舒适性比较好。驱动系统结构比较简单,所以这种汽车的成本是比较低的。后驱车的发动机大部分是纵置的,竖着安装发动机可以将发动机放的更加靠后,这样车子的前后重量分配会更加平衡。后驱车的操控更好,提速更快。但是纵置发动机会侵占一部分车内空间,所以大部分后驱车都是比较大的汽车。

三、简述新能源汽车驱动控制回路?

新能源汽车驱动控制系统主要由电机控制器、驱动电机、电子换挡操纵装置、加速踏板组成,还包括高压电线、信号线和冷却系统。它是电动汽车的核心控制单元,其通过硬线直接采集加速/减速信号、制动信号、挡位信号,通过CAN 总线采集动力电池状态信息,解析驾驶员意图并根据车辆的状态控制驱动电机工作,实现车辆的正常行驶。

四、新能源汽车驱动电机可以变更?

不能随意变更,更换电机需要备案,

以下为需要备案的情况:(一)改变车身颜色的;(二)更换发动机的;(三)更换车身或者车架的;(四)因质量问题更换整车的;(六)机动车所有人的住所迁出或者迁入车辆管理所管辖区域的。

五、理想汽车是电驱动还是油驱动?

答,电驱动

理想汽车不是油电混动,是一款增程式电动汽车,这款车是使用电动机驱动的。

以理想ONE的2021款增程6座版为例:其是一款中大型5门6座SUV,长宽高分别为5030mm、1960mm、1760mm,轴距为2935mm,搭载电动车单速变速箱,油箱容积为55L。

六、新能源电驱动总成可以维修吗?

可以维修。原因是新能源电驱动总成拥有一定的可维修性。虽然新能源电驱动总成采用了较为复杂的电子和机械部件,但是随着技术的不断发展和进步,维修技术也得到了相应的提高。此外,新能源电驱动总成在设计和生产过程中,也注重了维修性方面的考虑,为维修工作提供了一定的便利。然而,由于新能源电驱动总成拥有相对较高的技术门槛和维修成本,因此在进行维修操作时需要专业技术人员进行操作,不能随意拆卸维修,否则会引发更严重的故障。另外,新能源电驱动总成中部分零件需要通过特殊的渠道才能获得,因此,对于一些轻微的故障,可能会需要更长时间的等待修复。

七、汽车新能源:电能驱动的未来

汽车新能源:电能驱动的未来

随着全球对可再生能源和环保技术的日益关注,汽车新能源已成为汽车行业的发展主流。其中,电能作为主要推动力源,为汽车行业赋予了崭新的发展前景。

在汽车新能源技术中,电能可以通过多种途径驱动汽车,例如纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等。这些新兴的汽车形式正在逐渐改变人们对传统汽车的认知,成为推动汽车行业发展的重要力量。

纯电动汽车作为电能驱动的代表,凭借着零排放、低噪音、低成本等诸多优势逐渐受到消费者的青睐。随着电池技术的不断突破和续航里程的提升,纯电动汽车已经开始逐渐走进大众的生活。

同时,混合动力汽车则将内燃机和电动机相结合,充分利用了电能的高效和内燃机的持久性,实现了更为环保和节能的出行方式。其在能源利用效率上也相较于传统汽车有了长足的提升。

另外,燃料电池汽车则是通过将氢气与氧气在燃料电池内部氧化还原,产生电能驱动发动机。如今,燃料电池汽车已经逐渐走出实验室,成为新能源汽车发展的一大亮点。

可以预见,随着技术的不断创新和成本的不断下降,电能将会成为未来汽车行业的主导能源,为社会带来更加清洁和高效的出行方式。

最后,感谢您阅读本文,希望通过本文对汽车新能源中的电能有了更深入的了解。电能驱动的汽车发展势不可挡,也希望大家能够支持并积极拥抱这一绿色、环保的未来发展方向。

八、山东舰是全电驱动吗?

不是,该舰是燃气轮机驱动,是全国产技术制造的第一艘船己入列人民海军服役,弦号山东舰,战机也己上舰服役,军人配备合理,人员素质高,为保卫祖国领海安全奋战在海上。

九、如何新能源汽车通过能源转化驱动汽车?

新能源汽车系统组成

新能源汽车通常由电池、电动机、控制器和充电系统组成。电池是储存能源的关键,电动机负责转化电能为动力,控制器则协调电池与电动机之间的能量转换和传输,充电系统则用于给电池充电。

电动汽车工作原理

电动汽车的工作原理主要是通过电池供电,电机将电能转化为机械能驱动汽车,控制器则起到协调和控制作用。当车辆行驶时,电池会不断向电机供应电能,电机受到电能驱动,从而产生动力推动汽车前进。

混合动力汽车工作原理

混合动力汽车结合了内燃机和电动机的特点,内燃机和电动机可以单独或者一起驱动汽车。当车辆需要额外动力时,内燃机会启动,而在低速行驶或需求不高时,电动机则可以单独工作。控制器会根据车速、负载、驾驶员需求等因素动态调配内燃机和电动机的工作模式,以实现最佳效率。

新能源汽车的优势

清洁环保: 新能源汽车使用电能驱动,不产生尾气污染,有利于改善空气质量。

节能减排: 相比传统内燃机车辆,新能源汽车在能源利用效率上更高,有助于减少能源消耗和减少温室气体排放。

静音平稳: 电动汽车驱动方式简单,噪音和振动小,行驶更加平稳安静。

总结

通过以上对新能源汽车工作原理的介绍,我们可以更好地了解新能源汽车是如何通过能源转化驱动汽车的。电池、电动机和控制器的协同作用,使得新能源汽车成为清洁、高效和环保的出行方式,也是未来汽车发展的趋势。

感谢您阅读本文,希望通过本文对新能源汽车工作原理的解释,能够帮助您更好地理解新能源汽车,并对其发展产生更多兴趣。

十、新能源汽车解电方法?

一、关闭电源,部分车是拔掉钥匙,一键启动的车辆需要将钥匙撤离,类似特斯拉没有一键启动的车辆,只需要将钥匙撤离。

二、断开低压电瓶负极接头

断开小电瓶负极接头前,大家要三思而后行,因为低压电瓶是整辆车所有车载仪器的电源,一旦断开仪哭将不再工作。低压电瓶一般位于前机舱位置,打开前机舱盖即可看到。注意与正级接同区分开,避免触电。

三、拔掉BMS的保险丝

这个方法\专业性较强,需要先找到新能源汽车保险丝盒位置,不同车型结构会有所不同,BMS电源保险丝一般位于主驾驶仪表位置下面或前机舱位置。盒盖背面标注有BMS电源保险丝位置,拔出就能切断电池电源的供应。

四、维修开关

新能源汽车特有的电池维修开关,一般设计在在电池包位置,拔出即可切断电池包电源,当然不同车型断开方式会有所不同。