新能源汽车的三电系统是什么
新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”,包括电控、电驱动、电池。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。
目前,新能源汽车所使用的控制系统大多是在传统汽车控制器基础上,再进行一些适应性的更改,形成适应于新能源汽车工作的控制软件。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。随着国内电机电控系统产业链的逐步完善,电机电控系统的国产化率逐步提高,电机电控市场具有的增速有望超过新能源汽车整车市场的增速。
此外,随着整车车体结构轻量化的推进,电池、电机、电控系统在新能源汽车整车中的成本占比也逐渐上升。根据Argonne 国家实验室统计数据,新能源汽车动力总成(电机、电控、变速器)的成本分别占整车成本的15.67%(轿车)和13.69%(小型货车),总成占比仅次于电池和BMS 系统。在新能源汽车补贴逐步退坡的政策驱动下,动力总成成本、重量下降的压力将逐步向上传导至电机、电控产品厂商,具备技术、规模优势的供应商将在成本下降的过程中占据优势。因此,电机电控市场在很大程度上仍将影响新能源汽车市场的走向。
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三电系统的检查是电动汽车保养的重点,虽然进了店里只是插上电脑过一遍各项参数,但其重要性远高于上面的常规目视检查。动力系统由三个部分组成:动力电池、电机和调速系统,分别对应燃油车的供油系统、发动机和变速箱。
一、三电系统电机和电控,也有称电驱和电控,此处电驱是指电机和电机控制器,电控是指整车控制器,但是在整车控制器方面,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,本文不再考虑整车控制器,即本文的三电系统是指电池、电机和电机控制器。
电池:即动力电池系统,有锂离子电池系统和燃料电池系统两大类型,本文仅介绍锂锂离子电池系统;电机:即电动机,NEV中的主要驱动装置;电控:即电机控制器,通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。
二、动力电池系统(PACK)与模组
三、电芯
1.锂离子电池简介锂离子电池本质上是一种二次电池(可充电),相对其常见二次电池的优点是电压高,能量密度高,无记忆效应。
锂离子电池由正极(含铝箔、正极材料、导电剂和粘结剂),负极(含铜箔、负极材料、导电剂和粘结剂)、隔膜和电解液,再经封装组成。正极一般有磷酸铁锂、镍钴锰酸锂(三元材料)、锰酸锂和钴酸锂等,前两者一般用于NEV汽车上,后两者用于数码电池或电动工具,负极一般为人造石墨材料。
锂“离子”电池,是相对锂电池而言的,锂电池是负极采用锂单质的电池,在循环过程中易产生锂枝晶,刺穿隔膜,存在很大安全隐患,锂离子电池负极是用可嵌入/嵌出锂离子的材料(石墨等), 解决了锂枝晶问题,大大改善了安全性能,具备了大批量应用的条件。
(图/文/摄: 问答叫兽)问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019
电池新能源汽车动力电池按照结构形式通常分为三种:
1、圆柱电池(Cylindrical Cell)——具有圆柱形电池外壳和连接元件(电极)的蓄电池。
2、方形电池(Prismatic Cell)——具有方形电池外壳和连接元件(电极)的蓄电池。
3、软包电池(Pouch Cell)——具有柔性复合膜制成的电池外壳和连接元件(电极)的蓄电池。
这三种流派不仅是外形上的区别,其内部卷绕形式也决定了各自性能上的差异。圆柱电池只能采用卷绕,方形和软包电池则兼容卷绕与叠片两种形式。
图片来源:汽车之家其中,占据了约84.5%的市场份额的方形电池没有明显的短板,具有低的热管理难度,尺寸可大可小,模块化集成效率高,便于Pack平台化。而这些,或许也是国内外整车和Pack企业选择方形电池的最大动力。
造车新势力威马EX5 基于方形电池的标准化模组现阶段乘用车的动力电池化学体系主要有两种,即三元锂电池和磷酸铁锂电池。
它们基本都是以石墨为负极材料(逐步升级至硅碳负极),以六氟磷酸锂为主的锂盐作为电解质的锂电池,区别主要在于正极材料。
三元锂电池(Ternary Lithium Battery),是指以镍钴锰酸锂(NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)为正极材料。
磷酸铁锂电池(Lithium iron phosphate Battery),则是以磷酸铁锂(LFP)为正极材料。
在三元体系中,宁德时代无疑是国内领军者,其推出的NCM811方形电池、CTP方案、电池自加热技术等创新皆是技术实力的体现。
电池:
这里的电池不是为车辆照明、空调制等提供电能的电池。,而是负责提供电源的高压电池。 纯电动 汽车电池的性能直接决定了续航里程。
电机:
电机系统为高压电机,为汽车提供扭矩,为汽车提供动力。一辆车可以搭载一台、两台或四台电机,目前分为交流异步电机和永磁同步电机。
电气控制系统:
主要功能是采集油门、制动踏板、 方向盘 等各种信号,并根据相应的信息发出相应的指令。电控系统需要控制驱动电机的转速和方向,同时还需要控制能量回收等工作。
厂家对终身质保都是有相关限制的,比如某迪的车辆三电终身质保要求的是首任车主,也就是过户后车辆三电就不再终身质保了,而且还限制一年的公里数不得超过三万公里才符合质保要求,另外隐藏的条款是,动力电池质保只保电芯,三电系统更换或维修所需要的辅料和工时费仍需要车主承担等等。
总之就是三电终身质保有比没有强,但是各个厂家的质保都有各种条件限制且质保政策都有不同,购买的时候也要看清条款,充分理解后再决定。