特種電機(jī)和無(wú)定形電機(jī)的概念;
微電機(jī),全稱微特電機(jī),簡(jiǎn)稱微電機(jī),是指直徑小于160mm或額定功率小于750W或具有特殊性能和特殊用途的微型特種電機(jī)。
非晶電機(jī)是一種定子鐵芯由非晶材料制成的電機(jī)。與傳統(tǒng)的硅鋼電機(jī)相比,損耗極低,可顯著提高電機(jī)效率。
為什么把它們放在一起比較?
微電機(jī)和非晶電機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)。微電機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身生產(chǎn)中不可缺少的零件。非晶電機(jī)在新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的應(yīng)用不容小覷。
無(wú)定形中國(guó)邊肖認(rèn)為,這兩種材料電機(jī)將在智能制造、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等領(lǐng)域擁有同樣巨大的共同市場(chǎng)。除了將來(lái)在汽車(chē)制造領(lǐng)域形成共同市場(chǎng)。
應(yīng)用領(lǐng)域:
(1)微特電機(jī)
微電機(jī)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化和家庭自動(dòng)化最重要的基礎(chǔ)電機(jī)元件之一。
其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,如家用電器、汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)、音視頻、通信、計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、航空航天、工業(yè)機(jī)械、軍事和自動(dòng)化等。這些都離不開(kāi)微電機(jī)技術(shù)的使用。
(2)非晶電機(jī)
與傳統(tǒng)的硅鋼片電機(jī)相比,非晶電機(jī)具有優(yōu)異的電磁性能,特別是在高速和高頻應(yīng)用中。目前非晶電機(jī)的應(yīng)用主要集中在高功率密度的高頻電機(jī),包括移動(dòng)電源的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)車(chē)的發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)、高速主軸電機(jī)、風(fēng)扇、水泵、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的高頻電機(jī)、無(wú)人機(jī)等。
這些高頻軸向磁通電機(jī)的主要應(yīng)用包括電動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)、燈塔發(fā)電機(jī)、車(chē)輛增程發(fā)電機(jī)和其他移動(dòng)發(fā)電機(jī)。
現(xiàn)狀及前景分析:
(1)微特電機(jī)
中國(guó)微特電機(jī)行業(yè)受益于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,市場(chǎng)銷(xiāo)量一直保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2010年,國(guó)內(nèi)微電機(jī)制造企業(yè)數(shù)量達(dá)到頂峰,為1112家,到2015年10月,國(guó)內(nèi)微電機(jī)及其他電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量為926家。
據(jù)新思杰產(chǎn)業(yè)研究中心統(tǒng)計(jì),目前,中國(guó)微專(zhuān)用電機(jī)市場(chǎng)產(chǎn)量占全球市場(chǎng)的71.92%。2016年,我國(guó)微特電機(jī)產(chǎn)量達(dá)到124億臺(tái),產(chǎn)值2866億元,對(duì)應(yīng)近五年復(fù)合增長(zhǎng)率17.4%。
此外,微電機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)。在發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)和車(chē)身的生產(chǎn)過(guò)程中,微電機(jī)作為關(guān)鍵部件是不可或缺的。作為汽車(chē)剛性需求的交通工具,在金融危機(jī)后產(chǎn)銷(xiāo)量再次增長(zhǎng),到2017年仍保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。
數(shù)據(jù)顯示,2016年汽車(chē)行業(yè)年產(chǎn)量已達(dá)9498萬(wàn)輛。作為主要的汽車(chē)生產(chǎn)國(guó),中國(guó)的產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的四分之一。中國(guó)汽車(chē)總產(chǎn)量從1997年的158萬(wàn)輛飆升至2017年的2901.54萬(wàn)輛。普通轎車(chē)一般有20~30臺(tái)微特電機(jī),而高檔轎車(chē)使用的微特電機(jī)可以達(dá)到80臺(tái)甚至更多。根據(jù)全國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù),2017年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到2901.54萬(wàn)輛。如果每輛車(chē)平均配備30臺(tái)微特電機(jī),則微特電機(jī)需求量為8.704億臺(tái)。
(2)非晶電機(jī)
2010年,國(guó)內(nèi)多家企業(yè)研發(fā)了非晶電機(jī),并做出了非晶電機(jī)樣機(jī)。然而,由于非晶合金的高硬度和脆性,非晶合金的加工非常困難,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
“十二五”期間,科技部啟動(dòng)實(shí)施了“非晶節(jié)能材料在特種電機(jī)和電抗器中的示范應(yīng)用”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,突破了非晶材料超薄、高硬度、高脆性帶來(lái)的技術(shù)難題,研發(fā)了高性能、大尺寸非晶定子鐵芯及其高效制備技術(shù),形成了系統(tǒng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。
目前,國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)開(kāi)始研發(fā)生產(chǎn)非晶電機(jī),并在新能源汽車(chē)上成功試用。我國(guó)非晶電機(jī)應(yīng)用技術(shù)取得突破。
作為電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵部件,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的效率、體積重量和扭矩密度決定了電動(dòng)汽車(chē)的性能,也對(duì)有效利用汽車(chē)的電池能量、增加其續(xù)駛里程和減少電池?cái)?shù)量起著關(guān)鍵作用。
同樣的電動(dòng)車(chē),如果使用非晶電機(jī),其續(xù)駛里程可以提高30%以上,而在相同續(xù)駛里程設(shè)計(jì)下,電池可以節(jié)省30%的成本。以現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)小型電動(dòng)車(chē)為例。如果平均行駛速度為每天50公里,當(dāng)年可節(jié)約電能3000多千瓦時(shí),減少充電次數(shù)50次以上。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2017年我國(guó)新能源汽車(chē)生產(chǎn)79.4萬(wàn)輛,銷(xiāo)售77.7萬(wàn)輛。非晶電機(jī)作為新一代高科技高性能電機(jī),將成為工業(yè)4.0下的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì),是電動(dòng)汽車(chē)深度節(jié)能和千家萬(wàn)戶實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。如果有爆發(fā)式增長(zhǎng)的機(jī)會(huì),一定會(huì)對(duì)電動(dòng)車(chē)行業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。
總結(jié):
近年來(lái),我國(guó)對(duì)新能源汽車(chē)的扶持政策陸續(xù)出臺(tái),大大加快了新能源汽車(chē)的推廣應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看,新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的中游是電動(dòng)汽車(chē)的核心部件,包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電控系統(tǒng)和動(dòng)力電池,占整個(gè)新能源汽車(chē)成本的大部分。其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電控系統(tǒng)占比高達(dá)25%。從石油到電力的轉(zhuǎn)變引發(fā)了汽車(chē)行業(yè)對(duì)電機(jī)的新一輪需求。
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