電機的起源和種類(lèi)，及目前市場(chǎng)狀況分析
電動(dòng)機是一項偉大的發(fā)明，在人類(lèi)社會(huì )發(fā)展中使用工具，能量動(dòng)力。是發(fā)展程度的標志,發(fā)電機、電動(dòng)機使人類(lèi)社會(huì )發(fā)展中脫離了人力畜力及水力火力的現場(chǎng),經(jīng)電力線(xiàn)傳送動(dòng)力到一切應用動(dòng)力的地點(diǎn),是生產(chǎn)力發(fā)展的巨大動(dòng)力源,是電力工業(yè)成為可能的基礎,支撐著(zhù)我你的現代生活的方方面面。
電機的概述
電機（英文：Electric machinery，俗稱(chēng)“馬達”）是指依據電磁感應定律實(shí)現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M（舊標準用D）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅動(dòng)轉矩，作為用電器或各種機械的動(dòng)力源。發(fā)電機在電路中用字母G表示，它的主要作用是利用電能轉化為機械能。
電機的起源
電機起源于英國1821年，英國科學(xué)家法拉第首先證明可以把電力轉變?yōu)樾D運動(dòng)。而最先制成電動(dòng)機的人，據說(shuō)是德國的雅可比。當時(shí)由一個(gè)叫”雅可比“的發(fā)明直流發(fā)動(dòng)機，此后電機不斷被改進(jìn)，更新；1879年，在柏林工業(yè)展覽會(huì )上，西門(mén)子公司不冒煙的電車(chē)贏(yíng)得觀(guān)眾的一片喝彩。西門(mén)子電機車(chē)當時(shí)只有3馬力，后來(lái)美國發(fā)明大王愛(ài)迪生試驗的電機車(chē)已達12—15馬力。但當時(shí)的電動(dòng)機全是直流電機，只限于驅動(dòng)電車(chē)。，在1888年的時(shí)候，由南斯拉夫裔美國"特斯拉"發(fā)明了交流電動(dòng)機，直到第一臺實(shí)用直流發(fā)動(dòng)機問(wèn)世 ，電動(dòng)機才行了廣泛應用（多用于家庭電器）。
電機的種類(lèi)
時(shí)至今日，電機的應用廣泛于人類(lèi)生活當中無(wú)所不在的領(lǐng)域，小到電動(dòng)玩具車(chē)，大到自動(dòng)化機械等等。經(jīng)過(guò)200多年的發(fā)展經(jīng)歷，改進(jìn)，電機的種類(lèi)也越來(lái)越多，越來(lái)越先進(jìn)，在這里給大家普及一下電機的種類(lèi)！
按常規的方式分類(lèi)，分為以上三大類(lèi)，大中微型
按結構和原理來(lái)細分化
所有電機類(lèi)型區分化
由于未來(lái)幾年新能源汽車(chē)市場(chǎng)將持續走好，該領(lǐng)域市場(chǎng)潛力將會(huì )逐漸釋放，電機控制器市場(chǎng)規模也將逐漸提升。綜合技術(shù)和市場(chǎng)趨勢分析，未來(lái)，車(chē)用驅動(dòng)電機系統的三個(gè)技術(shù)發(fā)展方向是永磁化、數字化和集成化。
本篇中我們將繼續分析新能源汽車(chē)核心零部件中另一重要領(lǐng)域——電機控制器。
電機的技術(shù)
電池技術(shù)、電機驅動(dòng)及其控制技術(shù)、能量管理技術(shù)以及電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)技術(shù)為電動(dòng)汽車(chē)四大關(guān)鍵技術(shù)。電控系統用于控制電池、電機等組件，其功能包括：電池管理，發(fā)動(dòng)機、電動(dòng)機能量管理等。電控系統由ECU等控制系統、傳感器等感應系統、駕駛員意圖識別等子系統組成。電控系統的材料成本占比不高，但需要經(jīng)過(guò)多次試驗才能掌握關(guān)鍵算法，尤其是混合動(dòng)力汽車(chē)涉及油、電混合的控制策略，技術(shù)壁壘較高。
電機控制器作為連接電池與電機的電能轉換單元，是電機驅動(dòng)及控制系統的核心，主要包含IGBT功率半導體模塊及其關(guān)聯(lián)電路等硬件部分以及電機控制算法及邏輯保護等軟件部分。
電機驅動(dòng)控制系統（包括驅動(dòng)電機和電機控制器）是主要執行結構，控制和驅動(dòng)特性的主要性能指標。
一般來(lái)講，電機控制器的主要由如下幾部分組成：
1、電子控制模塊（ElectronicController）包括硬件電路和相應的控制軟件。硬件電路主要包括微處理器及其最小系統、對電機電流，電壓，轉速，溫度等狀態(tài)的監測電路、各種硬件保護電路，以及與整車(chē)控制器、電池管理系統等外部控制單元數據交互的通信電路?？刂栖浖鶕煌?lèi)型電機的特點(diǎn)實(shí)現相應的控制算法。
2、驅動(dòng)器（Driver）將微控制器對電機的控制信號轉換為驅動(dòng)功率變換器的驅動(dòng)信號，并實(shí)現功率信號和控制信號的隔離。
3、功率變換模塊（PowerConverter）對電機電流進(jìn)行控制。電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)常使用的功率器件有大功率晶體管、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管、功率場(chǎng)效應管、絕緣柵雙極晶體管以及智能功率模塊等。
電機應用在汽車(chē)
目前，電動(dòng)汽車(chē)電機控制器多采用三相全橋電壓型逆變電路拓撲，部分產(chǎn)品前置雙向DC/DC變換器，以增大電機端輸入交流電壓，提升高轉速下的輸出功率，降低電機設計與生產(chǎn)成本。傳統控制器中直流支撐電容器體積龐大、耐高溫性能較差。為減小直流支撐電容器體積甚至取消直流支撐電容器，新型變換器電路拓撲和控制方法成為電動(dòng)汽車(chē)應用研究的新熱點(diǎn)，但尚處于實(shí)踐探索階段。目前電動(dòng)汽車(chē)用變流器的研發(fā)重點(diǎn)仍然多集中在電力電子集成方面。
綜合技術(shù)和市場(chǎng)趨勢分析，未來(lái)，車(chē)用驅動(dòng)電機系統的三個(gè)技術(shù)發(fā)展方向是永磁化、數字化和集成化。
1、永磁化指永磁電機具有功率密度和轉矩密度高、效率高、便于維護的優(yōu)點(diǎn)。目前電機永磁化趨勢正凸顯，一覽眾咨詢(xún)數據顯示，永磁同步電機在我國新能源汽車(chē)中的使用占比已超過(guò)90%。
2、數字化包括驅動(dòng)控制的數字化、驅動(dòng)到數控系統接口的數字化和測量單元數字化。用軟件最大程度地代替硬件，具有保護、故障監控、自診斷等其他功能。
3、集成化主要體現在兩個(gè)方面：1）電機方面：電機與發(fā)動(dòng)機總成、電機與變速箱總成的集成化；2）控制器方面：電力電子總成（功率器件、驅動(dòng)、控制、傳感器、電源等）的集成化。未來(lái)把電機、減速機、控制器一體化，是一種趨勢，不僅減小了體積，更使得產(chǎn)品更加標準化。
汽車(chē)電機的市場(chǎng)
由于未來(lái)幾年新能源汽車(chē)市場(chǎng)將持續走好，該領(lǐng)域市場(chǎng)潛力將會(huì )逐漸釋放，電機控制器市場(chǎng)規模也將逐漸提升。目前客車(chē)電機控制器價(jià)格一般為3~5萬(wàn)元，乘用車(chē)電機控制器價(jià)格一般為0.6~1.5萬(wàn)元。通過(guò)測算，一覽眾咨詢(xún)預計到2020年，國內新能源汽車(chē)電機控制器的市場(chǎng)規模將超過(guò)150億元。（詳細測算依據見(jiàn)一覽眾咨詢(xún)出版的《2016-2020年中國新能源汽車(chē)電機及控制器市場(chǎng)投資報告》）。
供應鏈方面，電機控制器的開(kāi)發(fā)包括軟、硬件設計。核心軟件一般由整車(chē)廠(chǎng)研發(fā)，硬件和底層驅動(dòng)軟件可選擇由汽車(chē)零部件廠(chǎng)商提供。我國控制器硬件水平與國外存在一定差距，產(chǎn)業(yè)化能力相對不足。大部分企業(yè)推出量產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品時(shí)更傾向于選擇國外整車(chē)控制器硬件供應商。另外，控制器基礎硬件、開(kāi)發(fā)工具等基本依賴(lài)進(jìn)口。
企業(yè)類(lèi)型方面，目前主流電機控制企業(yè)主要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)企業(yè)，其生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)電機控制器一般供給其整車(chē)產(chǎn)品；另一類(lèi)是電動(dòng)汽車(chē)零部件企業(yè)，其生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)電機控制器一般供給特定或非特定的整車(chē)企業(yè)。
在乘用車(chē)領(lǐng)域，整車(chē)企業(yè)通常具備較強的綜合實(shí)力，通常自主研發(fā)生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)電機控制器，或者以自主研發(fā)生產(chǎn)為主，適當采購零部件企業(yè)的產(chǎn)品為輔；在客車(chē)領(lǐng)域，整車(chē)企業(yè)通常電機控制器研發(fā)經(jīng)驗不足，一般選擇外購電動(dòng)汽車(chē)電機控制器，少數規模較大的整車(chē)企業(yè)會(huì )選擇自主研發(fā)生產(chǎn)或者自主研發(fā)生產(chǎn)與外購相結合的方式。
雖然國內外控制器技術(shù)存在差異，但從2015年開(kāi)始，新能源汽車(chē)產(chǎn)品類(lèi)型多樣化，對不同的控制器需求更加豐富。單從數量來(lái)看，目前我國電動(dòng)汽車(chē)電機控制器市場(chǎng)主要由國產(chǎn)品牌占據，外資產(chǎn)品因其價(jià)格較高等原因，在市場(chǎng)的培育和初期發(fā)展階段所占份額較小。
電機的企業(yè)
目前國外新能源汽車(chē)以混合動(dòng)力為主，采用為永磁同步電機及控制器。電機控制器生產(chǎn)企業(yè)主要有日立、博世、福特、通用、UQM電機、ACPROPULSION、ENOVA電機、SKF/斯凱孚、TECO/東元和
ElectroCraft電機等，全球還有許多大型企業(yè)，就不一一列舉了。
更多工業(yè)資訊傳送門(mén)：http://www.deppre.cn/article_cat-24.html
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朱先生