蘇州科瑞機械有限公司
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企業(yè)新聞
伴隨汽車電動化的快速發(fā)展,影響新能源電動汽車駕駛性能及成本的驅(qū)動系統(tǒng)預(yù)計也將進入飛速成長階段,各種各樣的公司展開了激烈的主導(dǎo)權(quán)斗爭。
?電驅(qū)動市場爭奪戰(zhàn)愈演愈烈
?新的對手相繼加入
競爭激化的表現(xiàn)就是新的對手不斷加入。其中,*為氣勢凌人的是日本電產(chǎn)。日本電產(chǎn)之前主要生產(chǎn)用于電動制動器的EPS電機,現(xiàn)在則開始商業(yè)化具有更高輸出功率的驅(qū)動電機。未來還計劃自產(chǎn)逆變器和減速器,進行一體化銷售。到目前為止,在車載領(lǐng)域主營電動轉(zhuǎn)向電機(EPS電機)、電動制動器用途的中小型電機、以及短距離運輸用途的商用低速驅(qū)動電機。
今后,則將全面進入驅(qū)動系統(tǒng)業(yè)務(wù)。該公司2017年9月發(fā)布的以小型輕量為主打的新產(chǎn)品‘E-Axle’就是這一信號的“先行官”。
?上游元器件廠商進入下游供應(yīng)鏈
驅(qū)動系統(tǒng)供應(yīng)鏈“上游”側(cè)的元器件制造商也正在進入“下游側(cè)”的逆變器業(yè)務(wù)。例如,2016年TDK與東芝合作成立了開發(fā),生產(chǎn)和銷售逆變器的合資公司,預(yù)計2018年會正式開始產(chǎn)品的銷售。在汽車領(lǐng)域,TDK原本在電動機用釹磁鐵和混合動力汽車DC-DC轉(zhuǎn)換器中具有優(yōu)勢,再增加一個逆變器事業(yè),期望由此強化其整個汽車電子關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)。此外,專攻逆變器所需功率器件的富士電機,掌握逆變器輸入側(cè)安裝的平滑薄膜電容器絕大部分份額的松下等等公司,都加入到了逆變器的商業(yè)化競爭中。
?隨著“電動化市場“的飛速擴張,新的機會出現(xiàn)
根據(jù)英國調(diào)研公司IHS Market的預(yù)測,電動汽車將在2020年左右開始迅速增長,至2029年電動汽車將占到所有汽車出貨量的一半左右。
說到電動汽車電機,目前為止主流的汽車廠商針對HEV或者PHEV主要都是采取內(nèi)部生產(chǎn)的體制。但是今后,隨著電動汽車的增加,預(yù)計汽車廠商外部采購的需求會增加。例如,本田與日立汽車系統(tǒng)(日立AMS)在2017年7月聯(lián)合組隊,成立了開發(fā),生產(chǎn)和銷售電動汽車驅(qū)動電機的合資公司,預(yù)計面向數(shù)量巨大,降本要求強烈的普通價格段電動車輛電機,本田會首先考慮從這個新公司進行采購。此外,中國市場從2018年開始將實施“NEV法規(guī)”,2019年開始對新能源汽車銷售比例進行規(guī)定,由此可以預(yù)見未來驅(qū)動系統(tǒng)市場將會進一步大幅增長。
?通過開發(fā)新產(chǎn)品或增加產(chǎn)能迎接競爭
由于大部分汽車廠商都自己生產(chǎn)驅(qū)動系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品,所以目前沒有市場份額相當大的廠家存在,包括大型零部件供應(yīng)商在內(nèi)的行業(yè)新加入者,幾乎都處于同一起跑線上。因此,各家之前專攻電機、電頻器、或減速機的廠家,都加入到了新產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)體制強化的運動中,以此迎接競爭。
例如,德國零部件供應(yīng)商博世開發(fā)了一種集成了電機,逆變器和減速機的小型化驅(qū)動系統(tǒng),利用該系統(tǒng)作為武器,博世有望使其驅(qū)動系統(tǒng)業(yè)務(wù)增長到10億歐元(約合1300億日元)的規(guī)模。
?體積更小,成本更低的驅(qū)動電機
圍繞驅(qū)動系統(tǒng)的主要競爭主軸就是高效化,小型輕量化以及成本降低。許多制造商都試圖通過整個驅(qū)動系統(tǒng)來實現(xiàn)這些目標,而不是依靠諸如電機、逆變器或減速器的單個單元。2016年后本田混合動力車(HEV)上采用的全新結(jié)構(gòu)驅(qū)動電機。與傳統(tǒng)的驅(qū)動電機相比,在保持相同輸出和扭矩的情況下,體積和重量分別減少了大約23%。因此,包括逆變器和減速器在內(nèi)的i-MMD驅(qū)動系統(tǒng)的小型化成為可能?,F(xiàn)行雅閣的HEV款中采用的2電機驅(qū)動系統(tǒng)(電機與發(fā)動機),與使用常規(guī)電機相比,高度縮減了9.2%,寬度縮減了9.7%。由于驅(qū)動系統(tǒng)變小,可以輕松地橫向部署到更多車型上。而采用常規(guī)電機的驅(qū)動系統(tǒng)尺寸,能夠橫向部署的,以sedan車型為主,也就2~3款車型。本田將以新型結(jié)構(gòu)電機為標準,根據(jù)各個車型的要求稍作修改,從而應(yīng)用到各種HEV車型上。通過批量生產(chǎn)結(jié)構(gòu)大致相同的電機,從而降低零件的采購成本和制造成本。
?增加線圈的占積率
為了實現(xiàn)電機小型化,本田增加了繞線的占積率(空間中銅的比例),使定子變小。通過使用大截面的方形導(dǎo)線作為線圈,使得占積率達到了60%。 在傳統(tǒng)的電動機中,使用薄的圓形線圈,占積率一般只能達到48%。
為了使定子小型化,線圈使用截面積大的方形導(dǎo)線(a)。與傳統(tǒng)的圓形線圈相比,方形導(dǎo)線可使占積率從48%增加到60%。但是,由于和圓線相比方線變粗,導(dǎo)體(銅)中的“過電流損失”會增大。通常通過增大定子的槽寬度或減小每個線圈的厚度來減小過電流損耗(b)。
?縮短線圈末端
為了實現(xiàn)小型化,本田同時還縮短了從定子突出的線圈部分(“線圈末端”)。本田技術(shù)人員認為線圈末端部分“對電機工作沒有貢獻”。
為了縮短線圈末端,采用了新的繞線結(jié)構(gòu)方法。首先,將矩形線圈塑形成U字形,以形成“并列分割線圈”。接下來,將該分割線圈從定子鐵心的軸方向插入。之后,將插入側(cè)以及對側(cè)伸出的線圈前端焊接在一起而形成線圈。新的繞線工藝,需要投資新的制造設(shè)備。與傳統(tǒng)工藝相比,新工藝不需要繩子捆綁,也不需要將線圈末端壓扁,從而更易于自動化。由此實現(xiàn)高效率大批量生產(chǎn),成本也能降低。基于對未來電動汽車需求大幅增長的預(yù)期,本田采取了這樣的具備大批量生產(chǎn)優(yōu)勢的工藝。
?小型化、輕量化趨勢
近年,關(guān)于電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)的一體化研究非?;钴S,通過電機、逆變器,減速齒輪3個部件一體化,可以實現(xiàn)高效、小型和輕量化,同時降低成本。而將驅(qū)動系統(tǒng)安裝在車輪內(nèi)的輪轂電機,更是進一步推進了小型化和輕量化。
?一體化實現(xiàn)小而高效
機電一體化活躍的原因在于可以實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型輕量化以及降低成本,提高效率。如果是電機與逆變器一體,逆變器配置在電機旁邊,連接電機與逆變器的線束就可以縮短或者置換。
由此,減小了尺寸和重量,還降低了線束產(chǎn)生的損耗。又如果與減速箱一體,那齒輪的潤滑油和電機的冷卻油就可以共用,精簡了冷卻機構(gòu),可以輕松實現(xiàn)小型化。傳統(tǒng)發(fā)電機及馬達行業(yè)都沒有自動化的生產(chǎn)線,只有一些零星自動化的專機設(shè)備,工序與工序之間只能經(jīng)過人工搬運完成,特別在定子與外殼的套裝及定子與轉(zhuǎn)子的套裝工序上都采用傳統(tǒng)的人工手法,勞動強度大,生產(chǎn)環(huán)境惡劣,生產(chǎn)效率非常低下,同時品質(zhì)沒辦法控制。納瑞盛新能源電機裝配線的引入,使得企業(yè)大變樣?,F(xiàn)我司技術(shù)人員在客戶生產(chǎn)現(xiàn)場計真探討每一道工序,引入自動化生產(chǎn)模式徹底推翻原來的人工模式,特別是引用了機器人全自動裝配模式,將原來的裝配不良率大大降低。采用全自動機殼加熱模式,將原來機殼的加熱時間縮短。
?加入車載充電器功能
各家制造商為了使產(chǎn)品具備吸引力,在其展出的機電一體化驅(qū)動系統(tǒng)上,充分地利用自家所長,增加附加功能。
?增加減速比成為趨勢
機械零件具備優(yōu)勢的廠商則是將減速器作為了強項。例如,舍弗勒(Schaeffler)公司,在三位一體的驅(qū)動系統(tǒng)中使用了減速比約為15的高速減速器。其他公司的減速器一般減速比約為10,即使高速也*多13左右。減速比越高,作為系統(tǒng)越容易提高轉(zhuǎn)矩。因此,與減速比為10左右的驅(qū)動系統(tǒng)相比,能夠在利用高速旋轉(zhuǎn)的小型電動機的情況下獲得相同的扭矩,也就是說,實現(xiàn)了小型化。
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