一、主要部件 1.定子 定子是电机中静止不动的部分，就像房子的地基一样稳固。它由铁芯和绕组组成，铁芯是用硅钢片叠压而成，能有效减少能量损耗。绕组则是用铜线绕制而成，铜线的粗细和绕法直接影响电机的性能。 在新能源卡车上，定子设计要考虑散热问题。因为卡车经常要拉重货，电机工作强度大，发热量也大。所以工程师们会在定子里设计专门的冷却通道，让冷却液流过，带走热量。（下图来源：百度号，作者：卡车之家，2023-10-26） 2.转子 转子是电机中转动的部分，就像旋转的舞者。在新能源卡车上，主要采用永磁同步电机，转子上装有强力磁铁。这些磁铁不是普通的磁铁，而是用稀土材料制成的钕铁硼磁铁，磁性特别强。（下图来源：百度号，作者：卡车之家，2023-10-26） 转子的设计要特别注意平衡性。因为卡车经常在不平的路面上行驶，如果转子不平衡，就会产生振动，影响电机寿命。所以制造时要经过严格的动平衡测试。（下图来源：百度号，作者：卡车之家，2023-10-26） 3.轴承 在设计和制造电机时，制造商需要考虑轴承的选型和使用寿命。毕竟，轴承损坏对于电机来说，是一种非常严重的机械故障。（下图来源：百度号，作者：卡车之家，2023-10-26） 二、技术参数 新能源卡车电机的技术参数就像它的身份证，告诉我们它的能力有多大。主要参数包括： 额定功率：一般在200-300千瓦，相当于270-400马力 峰值扭矩：能达到2000-3000牛米，比柴油机还猛 最高转速：约12000转/分钟，比家用车电机快得多 效率：能达到95%以上，比柴油机高出一大截（下图来源于网络） 这些参数决定了卡车的载重能力、爬坡能力和续航里程。 三、应用 新能源卡车电机已经在很多地方投入使用。比如在港口，电动卡车用来转运集装箱；在城市里，电动环卫车在清扫街道；在矿区，电动矿卡在运输矿石。 这些电动卡车不仅噪音小、零排放，而且运营成本低。虽然买的时候贵一些，但用电比用油便宜，长期使用更划算。（下图来源于网络） 四、总结 新能源卡车电机技术正在快速发展，性能越来越好，成本越来越低。它正在改变着货运行业的面貌，让我们的天空更蓝，空气更清新。随着技术的进步，相信不久的将来，我们会看到更多电动卡车奔驰在路上，成为绿色物流的主力军。
对于电动汽车来说，双电机相对于单电机加主减速器或变速箱的方案在提高驱动效率方面的优势： 第一，单电机在低速、高速轻载等情况下，效率降低比较严重。 电动机的高效区间虽然比内燃机大得多，但是汽车的转速和转矩要求太宽了：强大的加速性能和爬坡能力需要大的扭矩，而速度从零到上百km/h则对转速范围有非常高的要求。 虽然大部分中高速工况下电动机的效率都能很高，但是在低速重载、高速轻载等情况下，电动机的效率会比高效率的区间下降20-30%。 双电机则可以通过不同的搭配，让系统的高效区扩大，提升效率。 第二，双电机可以提高制动能量回收的效率。 在双电机耦合驱动系统中，有四个可能的操作模式：单电机驱动模式、双电机驱动模式、单电机再生制动模式、双电机再生制动模式。 驱动效率和回收效率其实是一回事，当电动机工作在电动模式的时候就是驱动效率，工作在发电模式的时候就是回收效率，两台电机拥有更多的高回收效率空间，可以提高制动能量回收的效率。 第三，双电机无动力中断。 单个电机要想达到更高的效率可以通过搭配多档位变速箱实现，但是如果搭配变速箱，就会有换档动力中断的问题，而使用双电机协调控制则不会出现动力中断。 第四，单个电机如果要满足高性能（高扭矩）和高转速范围，设计制造难度大，总重量也大。 通过把单个电机分解为两个电机，可以让电机的制造难度降低，总重量也可以降低。 实际上，一台100kW的电机性能不需要由一台60kW的电机和另一台40kW的电机加起来提供，一般情况下，一台40kW左右和一台30kW左右的电机组成的双电机系统就可以提供甚至超过一台100kW电机的性能，同时总重量一般可以降低30%甚至更多。 目前新能源汽车采用的电机一般只有两种：永磁同步电机和异步感应电机。它们在整个电机体系中的位置如下。 两种电机，前后各一个，就得到了4种排列组合。下文所列车型仅为部分，仅供参考。 双感应电机 1、奔驰EQC 电动机方面，奔驰EQC采用了前后双感应异步电机的组合,两个异步电动机分别位于前轴和后轴，为了降低能耗，车辆还配有智能动力传动系统，前电动机经过了优化，在中低速负载的情况下可以实现最佳效率，而后电动机就负责提供更强的动力，来让车辆保持更好的性能。整个电动系统的最大功率为300kw，峰值扭矩可达到765N.m，0-100km/h加速时间为5.1秒，最高车速可达180km/h，百公里能耗25kW·h左右。 EQC的前后双感应异步电机的设计，从数据来看，转矩更大，在起步阶段能提供更强的加速度，拥有更高的极限转速，在高速工况下能提供更强的动力输出。这套系统的优缺点很明显，将驱动电机、单机减速器和电机控制系统进行“3合1”集成，可以减少散热管路和高压线束的使用，成本更低，在电机布置上有更大的自由度；但是能耗大、体积大是致命弱点，由于使用的是感应电机，在城市低速的工况里，会比永磁电机效率更低。 2、奥迪e-tron 奥迪R8 etron中央双电机构型的结构特点与集中式电机驱动构型相似，两个驱动电机和两个减速器对置布置于车架上，通过较长的半轴与车轮相连，独立驱动两侧车轮。 其簧下质量小，制造技术成熟，应用安装方便，但是传动系统仍需万向节和传动半轴，且占用一定的底盘空间，造成车内设计空间有限，一般多用于高性能汽车或卡车上。下图为Audi R8 etron后驱双电机。 左右车轮独立驱动的巨大优势在于，轮间的转速差、动力分配可以任意调节，通过扭矩的合理分配，便能够对车辆的转向进行辅助，这比传统车辆上的轮间扭矩分配调整范围要大得多，只要控制程序够完善，那么这辆车的运动特性将远远胜过传统动力的后驱车。 3、蔚来ES8创始版 ES8搭载XPT'三合一'双电机驱动系统，配备前后感应+永磁双电机。XPT 100-300kW 感应电驱动系统平台，兼顾经济性与性能表现。支持与不同类型、不同功率的电驱动系统进行组合，尤其适合配置为四驱车型的前辅驱。感应电驱动平台首款产品拥有240kW高功率高性能异步感应电机拥有、420N·m大扭矩，传动效率超过97%，在高速运转的情况下，仍能实现稳定而强劲的动力输出。XPT 240-300kW 感应电驱动系统平台，兼顾经济性与性能表现。支持与不同类型、不同功率的电驱动系统进行组合，尤其适合配置为四驱车型的前辅驱。极低的拖拽损耗表现，有助于提升整车续航里程。 首款量产品XPT 240kW感应电驱动系统拥有240kW高功率、420N·m大扭矩、15000rpm高转速，高速大扭矩齿轮箱传动效率超过97%，所搭载的铜转子感应电机在高速运转的情况下，仍能实现稳定而强劲的动力输出，其PEU电机控制器拥有独特的双三相拓扑架构设计，搭载核心IGBT功能模块，输出最强功率。 XPT100-200kW永磁电驱动系统平台，搭载完全自主开发的永磁同步电机，轻量化的一体机身设计，大幅缩小PEU体积的同时提升扭矩，提供更优化的整车装载方案。永磁电驱动平台首款产品拥有160KW大功率高效率永磁同步电机拥有，305N·m大扭矩，高度模块化设计，电能转化效率达96.7%，拥有业内领先的功率密度，紧凑、高效、强劲的动力组合，同样带来卓越的转化效率和动力输出,现搭载于蔚来ES8系列，ES6性能版和EC6系列车型。 搭载完全自主开发的永磁同步电机，电机采用扁线绕组工艺，EDS最高效率达94%。轻量化的一体机身设计，大幅缩小PEU体积的同时提升扭矩，提供更优化的整车装载方案。首款量产产品160kW电驱动系统拥有160kW高功率、305N·m大扭矩、15000r/m高转速。使用i-Pin扁导线技术的永磁同步电机，电能转化效率达96.7%，紧凑型模块化的设计结构支持同结构下电机输出功率的灵活变化,为底盘的动力布局释放更多空间，支持正反向装配，支持与不同功率、不同类型的电驱动系统组合，支持前后驱及四驱动力配置。 双永磁电机 1、比亚迪汉 2020年7月，比亚迪汉EV四驱版和两(前)驱版上市。基于“e+平台”的汉EV四驱版的前置“3合1”驱动总成最高转速15500转/分、最大输出功率163千瓦；后置“3合1”驱动总成最高转速15500转/分、最大输出功率200千瓦且由SIC电控抑制驱动电机功率过载与过热；搭载的刀片电池系统装载电量76.9度电、最大充电功率整100千瓦；整车车自重1.9吨，NEDC续航里程550公里。 无论汉EV两驱版，还是四驱版，在前置动力舱内布设的分系统和前置“3合1”电驱动总成完全一致。只是汉EV四驱版多出了1组后置“3合1”电驱动总成，并且采用模块化设定。首次引入低导电率冷却液为刀片电池提供“冷量”与“热量”交换，再次提升“电”方面的主动安全性。 理论上，模块化的后置“3合1”电驱动总成拆卸或安装，既可成为两(前)驱或四驱车型。而汉EV两(前)驱版与四驱版的多连杆悬架和后转向节完全通用。 在铝材质后转向节上固定了1组电子驻车电机、后传动轴，两组拉杆锚点处于同一个中心线。汉EV四驱版与汉EV两(前)驱版的后悬架完全一致，甚至采用这种结构的秦ProEV、宋ProEV，也都具备模块化加装后驱动模块的能力。 在表象上，汉EV两(前)驱版和四驱版的最大不同，是多了一组后置电驱动总成。这组代表了比亚迪新能源车用电驱动技术最高水准的TZ200xSE型“3合1”电驱动总成，不仅转速提升至15500转/分，最大输出功率拉高至200千瓦、电控系统首次引入SIC技术。 汉EV四驱版搭载的后置“3合1”电驱动总成，是比亚迪自行制造的技术含量最高的乘用车用电机。为了应对更高转速带来的过热引发的“退磁”问题，比亚迪为这套200千瓦级“3合1”电驱动总成的控制模块引入了SIC电控，为的是降低全负载工况的发热量与内阻，借此换来的是更好的可靠性。 基于比亚迪拥有自行设计和量产IGBT和SIC电控的能力，比亚迪为性能典范的汉EV两(前)驱版前置“3合1”电驱动总成适配IGBT4.0电控；汉EV四驱版后置“3合1”定驱动总成的输出功率提升至200千瓦、转速保持15500转/分同时，采用SIC电控用于驱动电机控制系统，可以持续全功率大倍率放电时，拥有更高的击穿电压强度、更低的电热损耗铝和更高的热导率。 2、小鹏P7的四驱版 小鹏P7的四驱高性能版，在前轴和后轴各布置了一个永磁同步电机。具体到动力参数，前电机最大功率196kW，最大扭矩390Nm；后电机最大功率120kW，最大扭矩265Nm。综合来看，能够爆发出316kW的最大功率和655Nm的最大扭矩。基本上可以稳压3.0T性能车的动力水平。 将电机、电控、减速器高度集成，组成高性能三合一电驱系统。相比传统分散型电驱布局，三合一电驱系统效率更高、结构更紧凑、重量更轻、车内布置更规整、可靠性更强。 整套电驱系统体积仅18.6L，功率密度达到行业领先的2kW/kg；通过系统优化匹配，电机系统最高效率>95%，NEDC综合工况效率大于85.5%。作为电驱系统的核心，小鹏P7搭载目前国内性能强劲的后驱永磁同步电机，最大功率196kW、峰值扭矩390Nm。配合最大功率120kW、峰值扭矩265Nm的前电机，四驱高性能车型综合功率316kW、扭矩660Nm，0-100km/h加速时间仅需4.3s，越级对标百万级性能跑车。 依托前后双电机布局，小鹏P7四驱高性能车型具备可全域无级动力分配的四轮驱动能力。两台电机分别对前后轮独立控制，不同工况下均能够提供充足的扭矩和功率，实现各种路况下的全天候牵引力控制。 相比传统机械四驱系统，小鹏P7的双电机四驱可针对前后轮扭矩分别进行智能控制，扭矩比例在0-100%全域范围内无极分配，且动力调节速度更快，带来更强的车辆稳定性及操控性能。不同驾驶场景下，P7双电机四驱系统设置了不同扭矩分配策略，充分平衡整车的动力性、经济性和操控性能，使各项性能趋于最优。 3、保时捷Taycan Taycan前后采用永磁同步电机，后电机动力更强提供449马力，406 lb-ft（550Nm，但turbor S能提供到450lb-ft - 610Nm），永磁同步电机相对于感应电机（tesla 采用感应电机）他的优势是高效（中低速更明显），体积小，更好的散热性能但价格相对高。 Taycan 电机采用hairpin女性扎辫子方式，这个方式对于传统方式更加高了性能和效率，但在高速的时候容易导致交流的流失而且产生性能问题所以在早期设计特别注意。但hairpin 的方式不是保时捷独有，很早之前通用和本田在他们的Volt和PRIUS上已经使用。 永磁同步+感应异步双电机 1、特斯拉Model 3性能版&Model Y 特斯拉 Model 3 前轴仍采用交流异步电机，后轴则采用永磁同步电机。对比交流异步电机，永磁同步电机的外形尺寸更紧凑，运作效率高且续航更长，更容易控制。 在 Model Y中，特斯拉继续亦采用永磁同步电机方案。采用感应+永磁驱动电机搭配方案能够较好利用感应电机高效区在高速、永磁电机高效区在低速的特点，进行两者工作区域效率的互补。 特斯拉拥有5种型号的驱动电机，包括3台圆线电机和2台扁线电机。相比圆线电机，扁线电机槽满率提升近30%可使电机体积减小，宽截面使其绕组温升降低17.5%，能让电机输出功率更高，有效降低材料成本和功率密度。 当Model Y搭载扁线电机后，电机体积和功率密度皆有所优化。在特斯拉的示范效应下，比亚迪、大众、蔚来、理想等车企皆开始采用扁线电机。 2、全新蔚来ES8 23款ES8依旧采用双电机四驱，作为旗舰款也是标配了，新车配备前后双电机四驱，采用前 180kW 永磁 + 后 300kW 感应电机，系统综合功率 480kW，峰值扭矩 850N・m，实现零百加速 4.1s。前后电机除了功率升级，性能更强之外，体积更小了，效率也有一定的提高。 3、大众ID系列 电机方面，大众ID.4CROZZ采用前电机异步感应+后电机永磁同步电机的配置，这方面没太多可说的。 行业发展已经证明，目前技术下感应+永磁的组合就是最优配置。 值得一提的是，一汽-大众ID.4CROZZ的电机均由大众自主开发和生产。 2024款ID.6 CROZZ提供了多种选择，满足不同消费者的需求。后驱版搭载永磁同步电机，峰值功率可达150kW，峰值扭矩为310N·m。续航方面，根据CLTC综合工况，续航里程可达601km。而PRIME款为双电机四驱版本，搭载前交流异步电机和后永磁同步电机，输出扭矩为162/310N·m，峰值输出功率为80/150kW，续航里程为560km。 哪种方案好？ 首先，由于感应异步电机大部分情况下效率低于永磁同步电机，因此双感应电机的系统效率再高也高不哪去，带来的结果就是续航里程较低。在中国市场上，双感应异步电机的电动车销售情况一般，算是一个侧面印证。 特斯拉早斯车型Model S/X采用的双感应电机方案，后来到了Model 3/Y上就将其中一个换成了永磁同步电机，新改款的Model S/X也将放弃双感应电机方案 —— 若双感应电机很好，特斯拉有必要换吗？ 相应的情况也发生在蔚来身上，且对比更加强烈：全新ES8将老ES8的其中一个感应异步电机换成永磁同步电机之外，续航直接提升了60公里，可以说是立竿见影。 类似的，比亚迪的电动车也逐渐从汉的双永磁电机，进化到前异步后永磁的优化配置方案。 如果非要用双永磁同步电机，也有一种优化方案就是给前驱加个离合器，这样在不使用前电机的时候断开，避免机械摩擦损耗和铁耗。例如韩国现代E-GMP平台的电动车就是这么设计的。 总结 其实采用双电机方案的还有很多，例如：上汽Marvel X双电机动力耦合方案、 巨一双电机多挡动力总成、hofer后驱双电机构型、上汽齿双电机、 AVL双电机电驱产品、广汽双电机产品、 Daimler Benz、采埃孚双电机轮边驱动客车桥、奔驰双电机轮边驱动卡车桥、越博动力双电机集成4挡箱电驱桥、绿控双电机集成2挡箱电驱桥、凯博易控双电机驱动系统、AxleTech双电机驱动桥等。 当然，并不是双电机什么都好，虽然双电机效率方面有大的提升，性能方面也有保证，但是双电机相对于单电机结构更加复杂，需要更加复杂的动力耦合装置和更加复杂的控制算法。
我刚刚接触新能源电驱时候，那时候电机还是以圆线居多，没有busbar的概念，后来扁线电机发展起来才多了这个零部件。 Busbar是新能源汽车电机中的重要部件，用于传输电流。早期的busbar设计非常复杂，主要因为扁线出线的自由度较低，绕组成型技术尚不成熟，以及对风险的担忧。如下图，该busbar就做的非常大，从图片看工艺也肯定不简单，因此成本会比较高，良品率也不高。 某新能源车企专利 这种复杂的设计不仅增加了制造成本，还影响了良品率。 随着大家对扁线电机的绕组调整有了更深入的理解。通过优化绕组排列，可以使三相出线更加接近，从而使busbar设计变得更加简单。如下图，这种简化的busbar设计不仅降低了成本，还提高了生产效率（注：塑料尼龙还是不要轻易去掉，防止定子振动焊点开裂）。 某新能源公司专利 降本小结： 假设busbar材料是pps+紫铜。pps降低50g，紫铜降低100g，那么光材料成本下降差不多10元rmb，如果结构简单，那么省的会更多。 02# 取消油环和导油板 在新能源汽车市场中，为了实现高效的冷却效果，油冷电机逐渐成为主流。作为油冷电机先驱，特斯拉是没用导油环的，最早设计是通过转子甩油去喷淋端部，但是这个稳定性不高，因此目前国内大部分油冷电机设计通常包括油环和导油板等零部件，这些零部件会增加了成本，如下图，3为导油环，2是导油板。 某新能源油冷电机专利 目前一些国内公司开始探索取消油环和导油板的设计，比如博格华纳向心油冷定子，如下图，箭头代表的就是油的走向，通过铁芯端面的带角度的控制油喷向定子绕组端部。 博格华纳向心油冷定子专利 通过定子铁芯喷淋到绕组端部，这个设计需要对极进模理解比较深。并且需要对流体研究比较深，确保每个喷淋口出去的油速相当。 降本小结： 该零部件成本不低，主要是制造难度大。如果是PA67或者PPS，一套成本大概需要40rmb左右。 03# 减少铜线的用量 在扁线电机中，铜线的用量占据了相当大的成本比例。扁线电机两端高度是没有用的，如果能减少端部高度，铜重下去了，成本也下去了。 目前降低端部高度最有效的方式是降低直线段高度，目前国内大部分水平是8mm左右，如果能降到6mm甚至5mm，那么H-pin电机可以减少将尽100g铜重, I-pin降低200g。 目前大部分公司扁线定子制作采用激光焊接，这需要保证焊接的线对齐，那么就需要有切平工艺，这进一步导致用铜量增加，如果考虑用功率更大的tig焊，这一部分铜不久可以省下来了吗，这差不多有50g损耗（I-pin降低100g）。 降本小结： 目前国内漆包线加工费在15rmb/kg左右（根据漆膜厚度决定），铜价格60rmb/kg算，回收价格按照30rmb/kg算。那么这样至少可以有单台6rmb成本下降。 04# 替代涂覆粉材料 目前大高压电机和油冷电机都会去用涂环氧粉末，大部分还是用索马龙，单台用量差不多100g，I-PIN差不多200g，差不多15~30rmb左右。 暂且不说涂覆粉工艺各种问题（太脆容易开裂，与塑料尼龙附着性不好），就这价格也挺高的，如果说有一种材料能代替索马龙涂覆粉，或者干脆不涂覆(比如波绕)，那么价格会降低很多。 降本小结： 随着800V电机越来越多，目前对焊接端解决方式是用环氧粉末，这其实并不少一个非常好的设计，工艺成本和材料成本都增加，考虑如何选择替代品是我们需要攻克的难题。 05# 复合纸代替纯纸 绝缘纸在扁线电机中承担两大关键角色。首先它为槽和铜线提供了绝缘保护。其次防止漆包线在插入过程中受到任何形式的损伤。 目前，新能源驱动电机主要使用Nomex纯纸作为绝缘纸，其价格大约是500元每公斤。每台电机所需的用量在80~100克之间。经过计算，每台电机的绝缘纸成本大约是32~60元。 相比纯纸，复合纸在同等厚度情况下，绝缘性能更好。大概0.22mm的纯纸与0.19的复合纸性能相当，并且成本更低。 为什么我们不选择复合纸呢？ 原因是2019年出的一个标准： 《新能源汽车驱动电机绝缘结构技术要求》 这个标准对耐油实验对复合纸比较不友好，首先当时复合纸胶水普遍不耐油，做完耐油实验后，复合纸普遍出线分层的现象，其次由于0.5%的水分存在，复合纸中间的聚酰亚胺膜在高温下可能会发生水解反应。 因此当时复合纸普遍做不过耐油测试。但是随着时间发展，复合纸这个问题也得到了解决，通过胶水和聚酰亚胺膜的升级，耐油实验已经不是问题。 小结 如果将纯纸替换为复合纸，每公斤复合纸的价格大约为300元（主要取决于中间膜的种类）。 单台电机的用量可以降低到60至80克。使用复合纸可以使得每台电机的成本降低14至30元。 因此，从成本效益的角度考虑，使用复合纸代替纯纸是一个明智的选择。 06# 漆包线降本思路 在过去的圆线时代，我们通过最大外圆、裸铜尺寸、最小漆膜厚度和偏心度等参数来定义和管控漆包线的尺寸。 然而，随着扁线技术的发展，我们面临着一个新的问题：扁线的偏心度不如圆线容易控制，特别是在漆膜较薄的情况下，这导致了供应商的报废率增加。 那么，为什么我们在圆线时代需要偏心度呢？原因在于，当漆膜附着在圆线上后，其形状就不再是标准的圆形。如果我们以加漆膜后的外径作为标准，那么公差会变得很大，这显然不符合我们的精度要求。 然而，对于扁线来说，我们并不需要担心这个问题。如果我们改变对偏心度的要求，转而关注外形尺寸，那么供应商的报废率可能会降低，成本也会相应下降。 小结 根据实际需求调整标准，降低供应商的报废率是降低成本的重要方法之一。 通过灵活应对技术和标准的变化，我们可以更好地控制成本并提高生产效率。 07# 磁钢注塑材料降本思路 磁钢和铁芯工作用的是热固磁钢胶水，每次生产都需要刮胶，生产环境比较差。后来大家为了工厂清洁度慢慢考虑注塑。 目前用的比较多的材料PA66和流动性较好的电木粉。 PA66这个材料流动性不太好，不能整体注塑，只能一叠一叠注塑，这会导致NVH问题，相信很多用PA66注塑的公司会有这种困扰。加上PA66具有吸水性，因此该注塑方式并不不推荐。 电木粉这个材料属于流动性好，热固材料，也耐高温，但是缺点就是贵，而且用起来比较浪费，基本上一台毛重200g左右，费用大概20~30rmb。 有两种思路： ▶ 改用机械固定方式：特斯拉不用注塑，用机械固定方式。这个说实话国内还真不敢用，首先是专利问题，其次这个变化对国内来说比较大胆，需要做好验证才可能上去。 特斯拉转子冲片机械固定 ▶ 电木粉找国产材料代替，目前了解到国内华宏有一款可以替代的材料，同样性能价格能少20%。 小结 电机注塑材料一般在20rmb左右，如果采用机械固定方式则减少20rmb，用国产则降6rmb。 07# 铁芯降本思路 定子铁芯在铁损中占据主导地位，为了降低成本，我们可以考虑对定子和转子铁芯使用不同的硅钢片材料。定子铁芯选用高磁导材料，而转子铁芯则选择高强度材料。这样的组合能够在保证性能的同时实现成本优化。 然而，当前国内定子铁芯主要采用整体冲压工艺，这导致当定子和转子铁芯使用不同材料时，材料利用率显著降低。因此定转子选用不同牌号硅钢成本是会急剧升高的。 在直流电机电机领域，为了提高材料利用率，如下图所示，该定子铁芯有4段组成，这种设计能够提高定子铁芯的原材料利用率。但在车用驱动电机等领域，由于定子铁芯冲片较薄、强度有限，分段铁芯的精度问题容易导致拼接变形和翘片现象，从而影响合格率。 尽管如此，如果我们能够解决分段铁芯的精度问题，提高其合格率，那么这种成本优化方案仍然具有潜力。 小结 采用分段定子铁芯设计并将转子冲片厚度提升一个等级，成本可降低约1～2元/公斤。 以转子冲片毛重15公斤为例，就能实现15～30元的成本节约。因此，未来在解决技术难题的基础上，这种方案有望成为降低电机成本的有效途径。 08# 磁钢降本思路 思路一 磁钢也是成本大头，2022年开始稀土价格猛涨，带着磁钢价格也猛涨。虽然2023年2季度后重稀土价格开始大跳水，但是也不妨碍磁钢价格在整个电机中的占比。 在电磁方案不变情况下，磁钢要想降本就得考虑在矫顽力上面下文章。如下图所示，一般而言磁铁四角的磁感应强度是最大的，磁钢热量最集中的部位在磁钢的四个角上。 如果只是对4个角用重稀土来提高矫顽力，其他磁密较低的位置轻稀土，那么成本不就下来了嘛。 小结 同样是48UH，如果通过该方式降到48SH，磁铁成本大概能降10%，一台200KW的电机磁钢用量大概是500元左右，也就是可以节省差不多20元。 思路二 以上是针对磁钢本体的降本方案，这里聊一聊通过软件实现磁钢降本。 永磁同步电机在运行中，存在退磁风险的情况有以下两点： ▶ 水冷电机长时间运行，定子温度因为有冷却温度在降额温度以下，但是未能保护转子温度，是的转子温度过高导致退磁； ▶ ASC模式下，瞬态巨大电流导致电机退磁。 以上2点都可以通过软件来规避。 针对第一点，可以通过转子温度测试，标定出如下图所示的一些参数。然后通过特点算法将转子温度与NTC温度对应起来，这样就可以时刻检测转子温度，当转子温度超温时，进入降额模式，避免退磁。 针对第二点，可以考虑控制器增加的软启动控制策略。 软启动控制策略是一种用于控制电机启动过程中电流峰值的技术。以下是ASC下软启动控制策略的几种常见方法：斜坡升压软启动，斜坡恒流软启动，阶跃启动，脉冲冲击启动。这些软启动控制策略可以根据具体的应用场景和电机特性进行选择和调整。ASC软启动控制的主要目的是在减小电机进入ASC模式后电流峰值，降低磁钢退磁风险。 小结 以上2个软件策略如果成功在控制器发挥应用，那么磁钢牌号可以在“磁钢降本思路1”的基础上进一步下降5%左右。
每辆汽车需要的芯片数量都不一样， 少则可能会有几十到上百个，多则可能会有上千甚至是几千个。随着汽车智能化的发展，芯片种类也从40种上升至150多种。 汽车芯片就像人类的大脑，按功能可以分为计算、感知、执行、通信、存储与能源供应五大类。再细分点，可以分为控制芯片、计算芯片、传感芯片、通信芯片、存储芯片、安全芯片、功率芯片、驱动芯片、电源管理芯片九大类。 汽车芯片九大类 1.控制芯片：MCU、SOC 认识汽车电子的第一步， 必须先了解的就是电子控制单元(Electronic Control Unit, ECU)。 一个ECU可以说就是一台嵌入式计算机，用来控制汽车的各大系统。其中车载MCU就可以称得上是汽车ECU的运算大脑，负责各种信息的运算处理。 根据德邦证券的数据，通常汽车中- -个ECU负责-个单独的功能，配备- -颗MCU,如恩智浦的S12P MCU在一-个点火控制的ECU中;也会出现一个ECU配备两颗MCU的情况，如博世MG 7.9.8 ECU。一辆汽车中所使用的半导体器件数量中，MCU占比约30%,每辆车至少需要70颗以上的MCU芯片。 2.计算芯片：CPU、GPU CPU通常为SoC芯片上的控制中心。其优点在于调度、管理、协调能力强。但CPU的计算单元较少，无法满足大量并行的简单运算任务。因此，自动骂驶SoC芯片上通常需要集成除CPU之外的一个或多个XPU来完成AI运算。 去年的9月20日，英伟达推出了Thor芯片，这是一-块拥有770亿颗晶体管的车载中央计算芯片，算力达到了2000TOP.(这里的TOPS是计算机的算力单位，1TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次(10^12]操作。) 3. 功率芯片：IGBT、碳化硅、功率MOSFET 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。 以功率MOSFET为例，据数据显示，在传统燃油汽车中，中低压MOSFET单车用量约100个。而在新能源汽车中，中高压MOSFET单车平均用量提升至200个以上。未来中高端车型中MOSFET单车用量将有望增至400个。 4. 通信芯片：蜂窝、WLAN、LIN、直连V2X、UWB、CAN、卫星定位、NFC、蓝牙、ETC、以太网等等 通信芯片可分为有线通信和无线通信。 有线通信，主要用于车内设备之间的各种数据传输。无线通信，可以实现车与车互连，车与人、车与设备、车与周边环境互连等。 其中can收发器数量较大，据行业数据显示，平均一辆汽车应用的CAN/LIN收发器至少在70-80颗，一些性能车可达100多颗，甚至超过20颗。 5. 存储芯片：DRAM、NOR FLASH、EEPROM、SRAM、NAND FLASH 汽车的存储芯片，主要用于存储汽车各种程序和数据。 据海力士对智能驾驶汽车的DRAM需求量的判断，一辆车预估DRAM/NAND Flash需求最高分别可达151GB/2TB， 车内显示类、ADAS自 动驾驶系统对存储芯片使用量最大。 6. 电源/模拟芯片：SBC、模拟前端、DC/DC、数字隔离、DC/AC 模拟芯片是连接物理现实世界和数字世界的桥梁，主要是指由电阻、电容、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理连续函数形式模拟信号(如声音、光线、温度等)的集成电路。 据Oppenheimer统计，模拟电路在汽车芯片中占比29%，其中53%为信号链芯片,47%为电源管理芯片。 7. 驱动芯片：高边驱动、低边驱动、LED/显示、门级驱动、桥接、其他驱动等 在汽车电子系统中，负载的驱动有两种基本方法:低边驱动和高边驱动。 高边驱动通常用于座椅、照明和风扇等。 底边驱动用于电机、加热器等。以Tesla Model3为例，仅前车身域控制器就配置了21颗高边驱动芯片，整车用量超过35颗。 8. 传感芯片：超声波、图像、语音、激光、惯导、毫米波、指纹、红外、电压、温度、电流、湿度、位置、压力 汽车传感器可分为车身传感器和环境感知传感器。 在汽车运行中，汽车传感器能采集车身状态(如温度、压力、位置、转速等)和环境信息，并将采集到的信息转换为电信号传输至汽车的中央控制单元。根据数据显示，智能驾驶L 2级别的汽车预计会携带6个传感器，L5级别的汽车预计会携带32个传感器。 9.安全芯片：T-Box/V2X安全芯片、eSIM/eSAM安全芯片 汽车安全芯片是一种内部集成了密码算法并具备物理防攻击设计的集成电路。 如今，随着汽车逐渐向智能化发展，汽车中的电子设备数量也将不可避免地增加，与之带动的就是芯片数量的增长。 根据中国汽车工业协会提供的数据显示，传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗，电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆，而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。
01 比亚迪“新能源汽车”核心：16家名单 1、广东鸿图 广东鸿图是华南地区规模最大的精密铝合金压铸企业，拥有压铸板块、内外饰板块、专用车板块和投资板块四大业务板块。目前，公司已与比亚迪建立合作关系，提供汽车铝合金压铸零部件和内外饰件产品。 2、美格智能 全球领先的无线通信模组及解决方案提供商，专注于为全球客户提供以MeiGLink品牌为核心的标准M2M/智能安卓无线通信模组、物联网解决方案、技术开发服务及云平台系统化解决方案，是比亚迪的物联网模组提供商。 3、泉峰汽车 泉峰汽车是国内中高端汽车零部件企业，公司专注于技术含量较高的汽车热交换系统、汽车传动系统、汽车引擎系统、刹车与转向系统零部件以及新能源汽车零部件的研发与制造，是比亚迪汽车变速箱阀板供应商。 4、伯特利 伯特利是国内汽车制动系统相关产品生产商，专业从事汽车安全系统和高级驾驶辅助系统相关产品研发、制造与销售。目前，公司主要为比亚迪提供线控制动产品，相关产品预计2023年配套。 5、科博达 科博达是全球汽车电子行业典型企业，专注汽车电子及相关产品的技术研发与产业化，已成功融入全球汽车电子高端产业链体系，是国内少数能与全球高端汽车品牌，进行电子产品同步研发的中国企业。 6、中鼎股份 中鼎股份是一家涉及机械基础件、汽车零部件、液压气动密封件、机械电子、精密模具、汽车工具等领域的综合型企业。其中，旗下德国AMK公司是全球空气悬架行业前三，为比亚迪提供空气悬架等产品。 7、保隆科技 保隆科技是国内气门嘴业内龙头企业，产品包括气门嘴、平衡块、空气弹簧、空气减震器、排气系统管件、汽车结构件、汽车胎压监测系统、汽车传感器、基于摄像头和毫米波雷达等技术的汽车驾驶辅助系统等汽车电子产品。目前，公司是比亚迪等国内外知名汽车厂的合格供应商。 8、蓝黛科技 蓝黛科技是国内汽车动力传动、触控产品高新技术企业，拥有动力传动和触摸屏及触控显示模组两大业务。其中，动力传动方面主要产品为汽车手动变速器总成、自动变速器总成、新能源减速器等汽车零部件产品。目前，公司是比亚迪的混动DCT减速器供应商。 9、安泰科技 安泰科技是国内金属新材料行业的领军企业，产品涵盖非晶/纳米晶带材及制品、难熔材料及制品、粉末材料及制品、磁性材料及制品、焊接材料及制品、过滤材料及环保工程、高速工具钢及人造金刚石工具等领域。 10、德赛西威 德赛西威是国际领先的汽车电子企业，公司智能座舱域控制器、大屏化座舱产品、数字化仪表等座舱产品已获得一汽丰田、长城汽车、吉利汽车、广汽乘用车、奇瑞汽车、比亚迪等主流车企的新项目订单。 11、福耀玻璃 福耀玻璃是专注于汽车安全玻璃的大型跨国集团，产品得到全球知名汽车制造企业及主要汽车厂商的认证和选用，产品荣获全球玻璃行业最高奖项——金凤凰奖。目前，公司主要为比亚迪提供汽车玻璃相关产品。 12、银宝山新 深圳第一批自主创新行业龙头企业，主营汽车行业大型精密注塑模具。目前，公司在精密结构件行业核心客户有华为、中兴通讯、思科Cisco等全球领先的通信设备制造商及TCL、比亚迪、ASM、ABB、GE医疗等世界知名企业。 13、上声电子 上声电子是国内技术领先的汽车声学产品方案供应商，是全球领先的汽车音响产品及系统制造商，致力于研究、设计和制造从基础到高端的单一音频组件和汽车综合音响系统。目前，公司车载扬声器产品与比亚迪均有稳定合作。 14、欣锐科技 欣锐科技是新能源汽车高压”电控“解决方案供应商，拥有汽车级IATF16949体系认证标准的专业化工厂，产品服务全球。目前，公司车载电源配套了国内外众多主流车型，是车载电源细分领域的龙头企业，与比亚迪是合作关系。 15、川环科技 川环科技是国内车用胶管领域的龙头企业，核心业务为各大汽车整车制造厂商提供配套汽车橡胶软管产品，目前国内市场领先、是国内规模较大的汽车胶管专业生产企业。目前，公司与比亚迪是合作关系。 16、福达股份 福达股份是国内发动机锻钢曲轴、汽车离合器主要生产企业，产品为国内外50多家知名的汽车、发动机及车桥企业配套，部分产品进入奔驰、宝马、沃尔沃、雷诺、日野、洋马等国际知名汽车制造商全球采购体系。 02 特斯拉“新能源汽车”核心供应商 03 龙头企业：15家新能源汽车生产供应商 1、天齐锂业：锂电子材料龙头 天齐锂业股份有限公司主营业务是锂精矿及锂化工产品的生产、加工和销售。公司的主要产品为锂矿、锂化合物及衍生品。 2、赣锋锂业：锂电龙头 江西赣锋锂业股份有限公司的主营业务是各种深加工锂产品的研究、开发、生产与销售。公司的主要产品是锂系列产品、锂电池系列产品。 3、格林美：垃圾分类龙头 格林美股份有限公司主营业务为废弃钴镍钨资源与电子废弃物的循环利用以及钴镍粉体材料、电池材料、碳化钨、金银等稀贵金属、铜与塑木型材的生产、销售。公司主要产品及服务包括电池原料与电池材料、动力电池综合利用、钴钨综合利用与硬质合金、电子废弃物综合利用、报废汽车综合利用、环境服务、贸易 4、当升科技：正极龙头 北京当升材料科技股份有限公司的主营业务为多元材料、钴酸锂等正极材料以及多元前驱体等材料的技术研究和生产销售。其主要产品有多元材料、钴酸锂、智能装备。 5、天华超净：防静电行业龙头 苏州天华超净科技股份有限公司的主营业务为防静电超净技术产品、医疗器械和锂电材料业务等。主要产品包括:自毁式注射器、安全式注射器、高压注射器、氢氧化锂、碳酸锂、防静电超净技术产品、疫情防护产品等 6、诺德股份：铜箔龙头 诺德投资股份有限公司主营业务是锂离子电池用电解铜箔的研发、生产和销售。其主要产品有锂电池用电解铜箔、印制电路板用电解铜箔、超厚电解铜箔 7、石大胜华：材料电解液溶剂龙头地位 山东石大胜华化工集团股份有限公司的主营业务为基本有机化工产品的生产、销售；公司的主要产品为碳酸二甲酯系列产品、MTBE、液化气、燃料油、环氧丙烷等。 8、大华股份：工业龙头企业 浙江大华技术股份有限公司是我国安防视频监控行业的龙头企业,主要产品为前端产品、存储产品、中心产品、云计算与大数据产品和服务、智能楼宇产品、人工智能算法、芯片技术、视频物联创新业务产品。 9、振华科技：军用电子元器件龙头 中国振华(集团)科技股份有限公司主要业务为新型电子元器件和现代服务业，其中：新型电子元器件主要包括片式阻容感、半导体分立器件、机电组件、厚膜混合集成电路、高压真空灭弧室、断路器及特种电池等门类。 10、长城汽车：汽车龙头 公司是中国最大的SUV和皮卡制造企业之一。公司主营为整车及主要汽车零部件的研发、生产、销售，公司主营业务归属汽车行业，产品分为整车、零部件、模具、劳务及其他。 11、上汽集团：整车龙头 上海汽车集团股份有限公司向社会公众提供包括整车（乘用车、商用车）与零部件的研发、生产、销售；物流、移动出行、汽车生活服务；汽车相关金融、保险、投资；汽车相关海外经营、国际商贸等在内的产品与服务。公司整车产销规模、新能源汽车销量、整车出口海外销量均排名全国第一。 12、璞泰来：人造石墨龙头 上海璞泰来新能源科技股份有限公司主营业务为新能源电池的负极材料及石墨化加工、隔膜及涂覆加工、自动化工艺设备、铝塑包装膜及光学膜、纳米氧化铝及勃姆石、PVDF及粘结剂的研发、生产和销售。公司主要产品为负极材料、涂布机、涂覆隔膜、软包电池用包装膜、纳米氧化铝粉。 13、德方纳米：铁锂材料龙头 深圳市德方纳米科技股份有限公司主要从事纳米磷酸铁锂材料的研发、生产和销售。德方纳米生产销售的电池材料主要是磷酸铁锂、碳纳米管、碳纳米管导电液。 14、华峰铝业：铝轧制材行业龙头企业 上海华峰铝业股份有限公司的的主营业务是铝板带箔的研发、生产和销售；公司的主要产品为铝板带箔，属于铝合金材料。按产品的用途，公司产品主要分为铝热传输材料和新能源汽车用电池料 15、嘉元科技：锂电铜箔龙头 公司是国内高性能锂电铜箔行业领先企业之一，已与国内主要大型锂离子电池制造厂商建立了长期合作关系，并成为其锂电铜箔的核心供应商，多次获得宁德时代锂电铜箔优秀供应商称号。 04 中国10大新能源电池供应商企业排名 1、宁德时代 2011年成立，2017年靠三元锂电池一炮而红，成为国内外最大电池供应商。生产的动力电池供应特斯拉最多，占比20%。此外还有蔚来汽车、小鹏汽车、上汽集团、一汽集团。 2、比亚迪 1995年成立，老牌电池生产企业，后续以电池为基础，转战汽车整车制造生产，成就了今天的新能源汽车一线企业。其主要生产磷酸铁锂电池，刀片电池是其招牌，旗下动力电池超90%为自用，小部分供应中国一汽、金康汽车等。 3、中创新航 2007年成立，原名中航锂电，2018年换帅后，从商用车转战到乘用车领域，一路猛冲。此前主要生产磷酸铁锂电池，后续也推出了三元锂电池。旗下动力电池主要供应广汽集团最多，占比65%。此外还有长安汽车、上汽通用五菱、零跑汽车、小鹏汽车等。 4、国轩高科 1995年成立，2015年借壳东源电器上市后的国轩高科成为目前A股上市公司最纯正的动力电池标的。旗下动力电池供应上汽集团车辆最多，占比29%。此外还有江淮汽车、奇瑞汽车、零跑汽车、长安汽车等。 5、LG新能源 隶属韩国LG集团，全球第二大动力电池供应商。国内市场中，旗下动力电池主要供应特斯拉，占比超95%，小部分供应上汽通用、吉利汽车等。 6、蜂巢能源 2016年成立，前身为长城动力电池事业部，后独立发展，变身为长城汽车兄弟企业。2021年装机量同比增长384%，发展迅猛，首推短刀片磷酸铁锂电池，2022年将实现商业化应用，或首搭长城欧拉新车型。 7、欣旺达 1997年成立，2011成功在深交所创业板上市，一直深耕锂电池，从手机、VR头显、扫地机器人、再到为新能源汽车提供动力电池。目前主要供应日产、上汽通用、吉利、东风、小鹏等车企。 8、亿纬锂能 2001年成立，主要生产磷酸铁锂，三元软包电池等。旗下动力电池主要供应小鹏汽车，占比46%，此外还有东风汽车、南京金龙、吉利商用车等。 9、孚能科技 2009年成立，主流动力电池生产商中，唯一一家坚持三元软包路线的企业。旗下动力电池主要供应戴姆勒。 10、瑞浦能源 2017年成立，背靠青山集团，凭借独创的SCL卷芯设计工艺，乘着磷酸铁锂之风，快速挤进国内动力市场前十。主要客户为上汽通用五菱、上汽集团等。 本文来源:汽车电子学堂
一、引言 随着电动汽车（Electric Vehicles, EVs）的普及，电动汽车充电控制器（Electric Vehicle Charging Controller, EVCC）作为电动汽车与充电桩之间的关键桥梁，扮演着至关重要的角色。EVCC不仅负责电动汽车的充电过程管理，还提供了多重保护措施，确保充电过程的安全性和效率。本文将详细阐述EVCC的工作原理及其控制策略。 二、EVCC的工作原理 EVCC是电动汽车充电系统的核心组成部分，它主要负责以下几个方面的工作： 电能转换与控制： EVCC包括电能转换模块和控制模块。电能转换模块负责将外部的交流电源转换为直流电源，以满足电动汽车电池的充电需求。该模块通常包含一个变压器，能够调整输入交流电的电压和电流，确保稳定、高效地供给电动汽车。控制模块则监测充电过程，包括记录充电时的电能信息、调整充电功率和控制充电过程的安全性。 通信接口： EVCC通过通信模块与电动汽车、充电桩和电网进行通信，实现信息的交互和控制。这种通信功能不仅有助于了解电动汽车的实时充电需求，还能确保充电过程中的各项参数得到精准控制。 安全保护： EVCC内置多种保护机制，如过流保护、过压保护和温度保护，以确保充电过程的安全性。一旦检测到异常情况，EVCC会立即采取相应措施，防止对电动汽车或充电设施造成损害。 充电计量与计费： EVCC能够记录充电过程中的电量，并据此提供相关的计费信息。这为用户和运营商提供了方便的充电管理和统计服务。 三、EVCC的详细控制策略 EVCC的控制策略旨在实现高效、安全、智能的充电过程。其主要控制策略包括： 握手阶段： 当电动汽车与充电桩连接后，EVCC与充电桩之间进行握手，建立通信链接。此阶段用于确认双方的身份和状态，为后续的充电过程做准备。 充电参数协商： EVCC与电动汽车和充电桩协商充电参数，如充电功率、充电模式等。这一步骤确保充电过程能够按照电动汽车的需求和充电桩的特性进行。 充电阶段： 在充电过程中，EVCC根据电动汽车的需求和充电桩的特性，动态调整充电桩的输出电流和电压。此阶段通常采用先恒流再恒压的充电方式，以提高充电效率和安全性。在充电初期，采用小电流进行预充，以加热和稳定电芯特性；随后进入大电流恒流充电阶段，实现快速充电；当电池电压接近设定阈值时，转为恒压充电阶段，以较小电流继续充电，防止电池过充。 充电结束： 在达到预设的充电目标后，EVCC发送信号通知充电桩停止充电。此时，EVCC还会记录充电过程中的电量和相关信息，为后续的计费和管理提供依据。 软件更新与远程控制： EVCC支持软件更新功能，可以通过远程方式更新软件，增加新的功能和改进性能。此外，EVCC还具备智能化和自动化功能，能够自动识别电动汽车型号、自动选择最佳充电策略，并通过云端服务进行远程监控和控制。 四、国际化应用 EVCC还具备国际化应用的能力。它可以将国标GB/T27930 CAN通讯转换成ISO/IEC15118、DIN70121、SAE2847-2等PLC通讯标准，使国标新能源汽车能够在欧美等海外市场实现充电功能。同时，EVCC还可以将国标GB/T27930通讯转换为日标CHAdeMO通讯标准，让出口日本的国标电动车实现本土日标充电桩的充电功能应用。 五、结论 EVCC作为电动汽车充电系统的核心控制器，在电能转换与控制、通信接口、安全保护、充电计量与计费等方面发挥着重要作用。通过精细的控制策略和先进的通信技术，EVCC能够实现高效、安全、智能的充电过程，为电动汽车的普及和推广提供有力支持。随着电动汽车市场的快速发展和技术的不断进步，EVCC将继续演进和创新，为电动汽车用户带来更加便捷、安全的充电体验。
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