電機的起源和種類，及目前市場狀況分析
電動機是一項偉大的發(fā)明，在人類社會發(fā)展中使用工具，能量動力。是發(fā)展程度的標(biāo)志,發(fā)電機、電動機使人類社會發(fā)展中脫離了人力畜力及水力火力的現(xiàn)場,經(jīng)電力線傳送動力到一切應(yīng)用動力的地點,是生產(chǎn)力發(fā)展的巨大動力源,是電力工業(yè)成為可能的基礎(chǔ),支撐著我你的現(xiàn)代生活的方方面面。
電機的概述
電機（英文：Electric machinery，俗稱“馬達(dá)”）是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M（舊標(biāo)準(zhǔn)用D）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機械的動力源。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(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。而最先制成電動機的人，據(jù)說是德國的雅可比。當(dāng)時由一個叫”雅可比“的發(fā)明直流發(fā)動機，此后電機不斷被改進(jìn)，更新；1879年，在柏林工業(yè)展覽會上，西門子公司不冒煙的電車贏得觀眾的一片喝彩。西門子電機車當(dāng)時只有3馬力，后來美國發(fā)明大王愛迪生試驗的電機車已達(dá)12—15馬力。但當(dāng)時的電動機全是直流電機，只限于驅(qū)動電車。，在1888年的時候，由南斯拉夫裔美國"特斯拉"發(fā)明了交流電動機，直到第一臺實用直流發(fā)動機問世 ，電動機才行了廣泛應(yīng)用（多用于家庭電器）。
電機的種類
時至今日，電機的應(yīng)用廣泛于人類生活當(dāng)中無所不在的領(lǐng)域，小到電動玩具車，大到自動化機械等等。經(jīng)過200多年的發(fā)展經(jīng)歷，改進(jìn)，電機的種類也越來越多，越來越先進(jìn)，在這里給大家普及一下電機的種類！
按常規(guī)的方式分類，分為以上三大類，大中微型
按結(jié)構(gòu)和原理來細(xì)分化
所有電機類型區(qū)分化
由于未來幾年新能源汽車市場將持續(xù)走好，該領(lǐng)域市場潛力將會逐漸釋放，電機控制器市場規(guī)模也將逐漸提升。綜合技術(shù)和市場趨勢分析，未來，車用驅(qū)動電機系統(tǒng)的三個技術(shù)發(fā)展方向是永磁化、數(shù)字化和集成化。
本篇中我們將繼續(xù)分析新能源汽車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(qū)動及其控制技術(shù)、能量管理技術(shù)以及電動汽車整車技術(shù)為電動汽車四大關(guān)鍵技術(shù)。電控系統(tǒng)用于控制電池、電機等組件，其功能包括：電池管理，發(fā)動機、電動機能量管理等。電控系統(tǒng)由ECU等控制系統(tǒng)、傳感器等感應(yīng)系統(tǒng)、駕駛員意圖識別等子系統(tǒng)組成。電控系統(tǒng)的材料成本占比不高，但需要經(jīng)過多次試驗才能掌握關(guān)鍵算法，尤其是混合動力汽車涉及油、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(zhuǎn)換單元，是電機驅(qū)動及控制系統(tǒng)的核心，主要包含IGBT功率半導(dǎo)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(qū)動控制系統(tǒng)（包括驅(qū)動電機和電機控制器）是主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，控制和驅(qū)動特性的主要性能指標(biāo)。
一般來講，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(yīng)的控制軟件。硬件電路主要包括微處理器及其最小系統(tǒng)、對電機電流，電壓，轉(zhuǎn)速，溫度等狀態(tài)的監(jiān)測電路、各種硬件保護電路，以及與整車控制器、電池管理系統(tǒng)等外部控制單元數(shù)據(jù)交互的通信電路。控制軟件根據(jù)不同類型電機的特點實現(xiàn)相應(yīng)的控制算法。
2、驅(qū)動器（Driver）將微控制器對電機的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動功率變換器的驅(qū)動信號，并實現(xiàn)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。電動汽車經(jīng)常使用的功率器件有大功率晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、功率場效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管以及智能功率模塊等。
電機應(yīng)用在汽車
目前，電動汽車電機控制器多采用三相全橋電壓型逆變電路拓?fù)?，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(zhuǎn)速下的輸出功率，降低電機設(shè)計與生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)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?fù)浜涂刂品椒ǔ蔀殡妱悠噾?yīng)用研究的新熱點，但尚處于實踐探索階段。目前電動汽車用變流器的研發(fā)重點仍然多集中在電力電子集成方面。
綜合技術(shù)和市場趨勢分析，未來，車用驅(qū)動電機系統(tǒng)的三個技術(shù)發(fā)展方向是永磁化、數(shù)字化和集成化。
1、永磁化指永磁電機具有功率密度和轉(zhuǎn)矩密度高、效率高、便于維護的優(yōu)點。目前電機永磁化趨勢正凸顯，一覽眾咨詢數(shù)據(jù)顯示，永磁同步電機在我國新能源汽車中的使用占比已超過90%。
2、數(shù)字化包括驅(qū)動控制的數(shù)字化、驅(qū)動到數(shù)控系統(tǒng)接口的數(shù)字化和測量單元數(shù)字化。用軟件最大程度地代替硬件，具有保護、故障監(jiān)控、自診斷等其他功能。
3、集成化主要體現(xiàn)在兩個方面：1）電機方面：電機與發(fā)動機總成、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(qū)動、控制、傳感器、電源等）的集成化。未來把電機、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(biāo)準(zhǔn)化。
汽車電機的市場
由于未來幾年新能源汽車市場將持續(xù)走好，該領(lǐng)域市場潛力將會逐漸釋放，電機控制器市場規(guī)模也將逐漸提升。目前客車電機控制器價格一般為3~5萬元，乘用車電機控制器價格一般為0.6~1.5萬元。通過測算，一覽眾咨詢預(yù)計到2020年，國內(nèi)新能源汽車電機控制器的市場規(guī)模將超過150億元。（詳細(xì)測算依據(jù)見一覽眾咨詢出版的《2016-2020年中國新能源汽車電機及控制器市場投資報告》）。
供應(yīng)鏈方面，電機控制器的開發(fā)包括軟、硬件設(shè)計。核心軟件一般由整車廠研發(fā)，硬件和底層驅(qū)動軟件可選擇由汽車零部件廠商提供。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)電動汽車產(chǎn)品時更傾向于選擇國外整車控制器硬件供應(yīng)商。另外，控制器基礎(chǔ)硬件、開發(fā)工具等基本依賴進(jìn)口。
企業(yè)類型方面，目前主流電機控制企業(yè)主要分為兩類：一類是電動汽車整車企業(yè)，其生產(chǎn)的電動汽車電機控制器一般供給其整車產(chǎn)品；另一類是電動汽車零部件企業(yè)，其生產(chǎn)的電動汽車電機控制器一般供給特定或非特定的整車企業(yè)。
在乘用車領(lǐng)域，整車企業(yè)通常具備較強的綜合實力，通常自主研發(fā)生產(chǎn)電動汽車電機控制器，或者以自主研發(fā)生產(chǎn)為主，適當(dāng)采購零部件企業(yè)的產(chǎn)品為輔；在客車領(lǐng)域，整車企業(yè)通常電機控制器研發(fā)經(jīng)驗不足，一般選擇外購電動汽車電機控制器，少數(shù)規(guī)模較大的整車企業(yè)會選擇自主研發(fā)生產(chǎn)或者自主研發(fā)生產(chǎn)與外購相結(jié)合的方式。
雖然國內(nèi)外控制器技術(shù)存在差異，但從2015年開始，新能源汽車產(chǎn)品類型多樣化，對不同的控制器需求更加豐富。單從數(shù)量來看，目前我國電動汽車電機控制器市場主要由國產(chǎn)品牌占據(jù)，外資產(chǎn)品因其價格較高等原因，在市場的培育和初期發(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以混合動力為主，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：http://www.deppre.cn/article_cat-24.html
更多技術(shù)問答傳送門：http://www.deppre.cn/technology_ask.php
更多產(chǎn)品咨詢問價QQ：2579853629
朱先生