2019年1月11-13日，“華夏電動(dòng)車子百人會(huì)論壇(2019)”在京舉辦，這次壇專題是“車子革命與交通、燃料、都市協(xié)同進(jìn)行”，圍繞車子零釋放和電動(dòng)化變革、燃料轉(zhuǎn)化及慣例燃料企業(yè)轉(zhuǎn)行、未來(lái)交通和外出變革圖景、下一代車子要害技藝進(jìn)行、車子智能化和網(wǎng)聯(lián)化趨向、焦點(diǎn)供給鏈培養(yǎng)、車子制造組織形式變革、世界創(chuàng)新對(duì)接、資產(chǎn)政策調(diào)度等熱點(diǎn)難題發(fā)展研討。湖南中車時(shí)期電動(dòng)車子股份局限企業(yè)首席行家郭淑英出席會(huì)議并發(fā)表演講，之下為演講實(shí)錄：

　　尊敬的各位來(lái)賓，大伙上午好!咱匯報(bào)的題目便是組委會(huì)給咱的題目，“下一代電機(jī)驅(qū)動(dòng)的要害技藝”。

　　在座的各位皆是行家和同行，咱們中車株洲所作為長(zhǎng)久從而電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系研發(fā)的單位，咱今日在這邊跟大伙分享一下對(duì)咱們下一代電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系要害技藝的思考和體驗(yàn)，不當(dāng)之處請(qǐng)批評(píng)指正。

　　匯報(bào)分三個(gè)部分：

　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系在全車中間的效用咱們都曉得，它的功能實(shí)質(zhì)上打算了全車的功能，包括駕乘功能、能源功能以及它的續(xù)駛路程等等，正由于此，是以電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系和電池、電控一同就組成了電動(dòng)車子“三縱三橫”技藝體制之一的“三橫”之一。咱此刻經(jīng)過(guò)這張圖來(lái)跟大伙分享一下，這種圖非是全新的，日前咱們產(chǎn)物的特征和下一代，將近3-5年今后電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系是甚么樣子。

　　日前的批量的產(chǎn)物仍是電機(jī)、電控和變速箱，根本上是采納這類分離器件，可是此刻集成化的產(chǎn)物也全出去了。從這類開(kāi)關(guān)器件來(lái)講，最重要的所以硅基為主的RGBT半導(dǎo)體器件，稀土永磁電機(jī)。此刻咱們見(jiàn)到這類趨向了，確信是朝著一體化的方向進(jìn)行，實(shí)質(zhì)上上海電驅(qū)動(dòng)株洲探討所都有一體化的產(chǎn)物公布。下一代的開(kāi)關(guān)器件確信便是寬禁帶半導(dǎo)體為主，由于它具備更高的開(kāi)關(guān)頻次、更高的耐電壓和高溫功能。驅(qū)動(dòng)電機(jī)由于考量到本錢等等，確信是朝著低重稀土、少稀土或許沒(méi)有稀土永磁電機(jī)這樣一種技藝方向進(jìn)行。

　　經(jīng)過(guò)這點(diǎn)，可能將來(lái)下一代的產(chǎn)物會(huì)在空間、重量、本錢，包括它的損失方面有個(gè)大大的減小，也便是說(shuō)咱們下一代電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)物特征應(yīng)當(dāng)所以集成化、模塊化、定制化、新資料和新工藝的利用達(dá)到全車對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系高效、高功率密度、高可靠和低本錢那么一種請(qǐng)求。

　　第二部分，要害技藝

　　要使咱們的電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系滿足全車高效能、高功能、低本錢、很沒(méi)有問(wèn)題駕乘功能這點(diǎn)請(qǐng)求，咱們最重要的是應(yīng)當(dāng)在這點(diǎn)方面做少許事業(yè)。例如電機(jī)方面的NVH技藝、熱治理、效能區(qū)間改良、高功能資料的利用。在操控器方面，器件、模塊，包括電磁兼容、功效平安、健康治理、下一代寬禁帶半導(dǎo)體技藝等方面來(lái)發(fā)展攻關(guān)。

　　下方咱先從芯片最初講有哪些技藝。日前下一代的IGBT開(kāi)關(guān)器件技藝特征便是采納精細(xì)溝槽，技藝路線各有不同，例如中車、英飛凌�？墒强偟膩�(lái)講，下一代的開(kāi)關(guān)器件特征便是在開(kāi)關(guān)損失不增添的概況下，可行大大提升電流密度。下一代寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅芯片技藝，咱們都曉得碳化硅的特色是十分顯著的，可是要是真實(shí)達(dá)到能夠開(kāi)發(fā)出去高可靠、大電流的芯片，咱們另有好多技藝須要解決，例如非平衡態(tài)碳化硅柵氧生長(zhǎng)技藝、溝槽刻蝕工藝等等工藝技藝，唯有經(jīng)過(guò)這點(diǎn)咱們才能夠開(kāi)發(fā)出高可靠、大電流的芯片。日前國(guó)家內(nèi)部芯片的電流相對(duì)照較小，是50安培左右，還要經(jīng)過(guò)串聯(lián)來(lái)運(yùn)用。

　　模塊的封裝技藝，在模塊的封裝技藝方面有像納米銀燒結(jié)、高溫資料的利用、低集成電感模塊的構(gòu)造設(shè)置、模塊里面芯片的均流設(shè)置等等技藝，經(jīng)過(guò)這點(diǎn)攻關(guān)咱們要達(dá)到使模塊的熱阻更低、可靠性更高，充分發(fā)揮出碳化硅器件的高溫功能，幸免過(guò)電壓，滿足高頻利用的要求，提升可靠性等等。模塊封裝技藝，雙面焊合、雙面水冷、高可靠裝配技藝，這點(diǎn)皆是須要咱們攻關(guān)的�？偟哪康氖且�達(dá)到等效熱阻的下降，雜散電感比慣例模塊大概要下降10%左右，還要達(dá)到高峰值電流的輸出能力，高功率和溫度下的重復(fù)生命那么少許個(gè)目的。

　　IGBT智能驅(qū)動(dòng)技藝�？尚薪�(jīng)過(guò)Dic/dt負(fù)反饋閉環(huán)操控、經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)程的階段解耦操控，來(lái)實(shí)現(xiàn)IGBT開(kāi)關(guān)功耗下降、過(guò)電壓功耗下降，而且在較高的電流下能夠可靠關(guān)斷。同一時(shí)間要可行平衡高可靠性、低電磁干擾與高效能之中的矛盾。

　　多變流器集成技藝。特別是在營(yíng)運(yùn)車上，中車開(kāi)發(fā)的有八融合的產(chǎn)物，把DCDC全部的電源集成到一同去，帶來(lái)的好處是功率密度高、接連器少、可靠性高、本錢低、維護(hù)容易�？墒菐�來(lái)的難題也是值得咱們關(guān)心的，例如說(shuō)多操控單元如何協(xié)同操控，電磁兼容和熱治理如何概括考量，這皆是咱們下方須要關(guān)心的難題。

　　功效平安。有轉(zhuǎn)矩平安、高壓平安、溫度的平安，以轉(zhuǎn)距平安為例，功效平安便是當(dāng)電子電器體系功效反常，產(chǎn)生不測(cè)的時(shí)刻不至于對(duì)人和環(huán)境形成傷害。要解決這種難題，此刻大伙都要經(jīng)過(guò)ISO26260，以轉(zhuǎn)距平安為例，最重要的所以EGAS三層架構(gòu)，轉(zhuǎn)距平安算法、關(guān)斷路徑自檢戰(zhàn)略、信號(hào)有用性判斷戰(zhàn)略等等，才能有用做到這一絲。

　　電磁兼容技藝。如何使咱們的體系能夠在確保功能的前提下，它能夠達(dá)到滿足消費(fèi)者的請(qǐng)求。咱們要做哪些事業(yè)?高低壓耦合解耦技藝、電磁兼容仿真、濾波器的模塊化設(shè)置，這點(diǎn)皆是咱們須要解決的難題。

　　健康治理技藝。在健康治理方面，咱們最重要的技藝指標(biāo)便是要使這種產(chǎn)物變定時(shí)維護(hù)改成狀況維護(hù)，使運(yùn)轉(zhuǎn)本錢下降，咱們做到故障可行預(yù)判，下降現(xiàn)場(chǎng)的故障率，做到這點(diǎn)咱們中車在營(yíng)運(yùn)車上本來(lái)也做了好多事業(yè)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)剖析，經(jīng)過(guò)故障提前警告體系、健康估價(jià)體系、可靠性估價(jià)體系，通過(guò)大數(shù)據(jù)剖析平臺(tái)，經(jīng)過(guò)中車自助研發(fā)的云智通平臺(tái)，能夠現(xiàn)場(chǎng)預(yù)判故障，而且能夠做到故障的迅速定位，這樣的話能夠確保產(chǎn)物的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)和下降現(xiàn)場(chǎng)的故障率。

　　電機(jī)設(shè)置。下一步咱們對(duì)電機(jī)提議了更高功率密度、更高的效能、更低的本錢這樣一種請(qǐng)求。提升功率密度門徑好多，此中例如說(shuō)咱們此刻采納快速電機(jī)，咱們采納巨型導(dǎo)體，提升槽滿率，快速概況下轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度怎樣樣剖析，包括損失，另有熱量的聚集怎樣樣散出來(lái)，采納油冷仍是采納定點(diǎn)冷卻等等這點(diǎn)技藝皆是須要咱們發(fā)展解決的。

　　電機(jī)資料技藝。提升電機(jī)功率密度和功能下降本錢方面，資料的利用也是十分要害的，要下降電機(jī)的本錢，此刻永磁資料占比仍是相比大的，下一步要展開(kāi)低重稀土的運(yùn)用這類永磁資料，重稀土的利用盡量降低。實(shí)質(zhì)深咱們?cè)谛氯剂宪囎右�點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)內(nèi)部也有這種課題，有些單位正好做這種事宜。此外便是耐電暈絕緣體系，這一絲也很要緊，下一代假如采納碳化硅、寬禁帶半導(dǎo)體器件以后，它的開(kāi)關(guān)頻次比此刻的開(kāi)關(guān)頻次要提升10倍、20倍左右，它的Dic/dt也會(huì)加大。這對(duì)咱們的體系是一種嚴(yán)峻的考驗(yàn)，也便是說(shuō)干脆作用到電機(jī)絕緣體系的生命，是以耐電絕緣體系的開(kāi)發(fā)也是下一代的要害技藝。為了下降本錢，咱們可行用鐵氧體部分取代釹鐵硼永磁資料。

　　電機(jī)效能區(qū)間改良。咱們可行經(jīng)過(guò)能耗隨轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)距的浮動(dòng)來(lái)分配對(duì)電機(jī)的損失發(fā)展分配，設(shè)置上發(fā)展分配，以使電機(jī)的高效區(qū)可行跟機(jī)動(dòng)車經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)的工況相吻合，非是在額定電效能很高，在中速區(qū)或許低速區(qū)很矮，這是不適合機(jī)動(dòng)車的運(yùn)轉(zhuǎn)習(xí)慣。

　　電驅(qū)動(dòng)體系NVH難題。包括咱們要對(duì)電機(jī)自鼓勵(lì)源發(fā)展建模，電機(jī)傳導(dǎo)函數(shù)、電機(jī)NVH的體系剖析、電機(jī)跟體系集成今后NVH的剖析等等。

　　輪轂電機(jī)設(shè)置。將來(lái)在少許特種機(jī)動(dòng)車上它的用途仍是很有前景的。要做好一種輪轂電機(jī)此刻要解決的要害技藝也也不少，特別是跟全車聯(lián)合的難題。例如說(shuō)像自身的電磁、構(gòu)造、熱三者耦合今后的改良設(shè)置，電動(dòng)輪怎樣集成，冷卻、潤(rùn)滑、凍密封等等，鑒于差速協(xié)同操控的電動(dòng)輪與全車配合技藝也是很要害的。

　　三大件的集成。此刻的產(chǎn)物有的是二融合的，電機(jī)電控二融合，電機(jī)和減速箱的二融合，也有電機(jī)、電控、減速箱的三融合，這是咱們的終極指標(biāo)。做到集成化今后可行下降本錢、減小空間，提升體系的效能和它的功率密度，噪聲也會(huì)下降。這種還會(huì)帶來(lái)少許難題，例如說(shuō)全個(gè)成殼體的鑄造設(shè)置、怎樣樣冷卻和潤(rùn)滑，特別是此刻國(guó)家內(nèi)部對(duì)減速箱設(shè)置和生產(chǎn)相對(duì)另有點(diǎn)弱，這方面仍是要增強(qiáng)的。以上咱跟大伙分享了從器件到全個(gè)體系的集成方面下一代產(chǎn)物的要害技藝。

　　第三部分，典范產(chǎn)物

　　這種表格是國(guó)家內(nèi)部外電控產(chǎn)物，單個(gè)操控器的產(chǎn)物(如圖)。可能會(huì)有點(diǎn)掛一漏萬(wàn)，未必很周全，咱找了幾個(gè)相比典范的。從功率空間密度和重量密度來(lái)看，咱們跟國(guó)家內(nèi)部外的差別非是很大的。下一代碳化硅操控器是一種全新的技藝，例如說(shuō)此刻特斯拉采納的便是24只準(zhǔn)則單模塊，里面操控器采納激光焊合、銀燒結(jié)技藝。電裝采納雙面冷卻，比Si產(chǎn)物見(jiàn)效80%。下方這種圖是咱們國(guó)家內(nèi)部研發(fā)的，左邊是電工所開(kāi)發(fā)的樣機(jī)，峰值功率85KW，、37kW/L，右邊是咱們中車的樣機(jī)，馬上豐裝了，峰值功率135KW，30KW/L的功率密度。這是電機(jī)的對(duì)照，這點(diǎn)比較來(lái)講，國(guó)家內(nèi)部外產(chǎn)物相差非是相當(dāng)大，國(guó)家內(nèi)部、海外電機(jī)電控水準(zhǔn)技藝根本上是差不多的。

　　驅(qū)動(dòng)總成的產(chǎn)物。左邊兩個(gè)是海外的兩種產(chǎn)物，皆是三融合的，右邊兩個(gè)是咱們國(guó)家內(nèi)部的三融合產(chǎn)物。咱們可行瞧出來(lái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系一體化是未來(lái)的進(jìn)行趨向，作為咱們國(guó)家內(nèi)部研發(fā)覺(jué)狀來(lái)講，電機(jī)、電控跟海外應(yīng)當(dāng)說(shuō)差別非是很大，可是在變速箱、器件資產(chǎn)化流程方面咱們都還要加把勁。

　　中車株洲所電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系產(chǎn)物。咱們是從2001年最初映入這種產(chǎn)業(yè)，上、中、下游的資產(chǎn)鏈仍是相比完整的，昨年咱們所里電動(dòng)車子這一塊的出售收入曾經(jīng)超越百億，從上游來(lái)講，咱們有IGBT傳感器、減振和輕量化資料。中游有操控器、電機(jī)、操控總成、能源總成、傳動(dòng)總成、儲(chǔ)能總成。下游有營(yíng)運(yùn)車的開(kāi)發(fā)和利用。

　　典范產(chǎn)物。IGBT產(chǎn)物此刻的產(chǎn)物是采納第六代溝槽柵芯片，對(duì)標(biāo)海外最領(lǐng)先進(jìn)步的技藝目標(biāo)。接口規(guī)格皆是絕對(duì)的，車子級(jí)的準(zhǔn)則。此刻曾經(jīng)建成年產(chǎn)50萬(wàn)只IGBT模塊產(chǎn)物制造線，下方是產(chǎn)物的相片(如圖)，有750V，有1200V的。

　　IGBT的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)物也是咱們的特色，應(yīng)用咱們本人研發(fā)的模塊，發(fā)射極寄生雜散電感Le的感應(yīng)電壓，實(shí)現(xiàn)dic/dt負(fù)反饋閉環(huán)操控，很好地發(fā)揮了模塊用于驅(qū)動(dòng)的集成優(yōu)勢(shì)，它帶來(lái)的好處是開(kāi)通損失比慣例下降了33%，關(guān)斷損失下降了45%，這種也是一種十分可以的東西。這是IGBT集成的組件產(chǎn)物。這是鑒于剛才講的雙面冷卻的IGBT模塊產(chǎn)物，構(gòu)建起高密度操控器體系產(chǎn)物線。這是幾個(gè)典范產(chǎn)物。

　　從體系產(chǎn)物來(lái)講，電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)物產(chǎn)物系列是掩蓋了從55KW-150KW，滿足乘用車、營(yíng)運(yùn)車的能源平臺(tái)的要求。此刻產(chǎn)物累計(jì)出售對(duì)外的產(chǎn)物，除了咱們自用的有10萬(wàn)余套，此中采納咱們自助的IGBT的體系有一萬(wàn)多套，此刻跟幾個(gè)大的主車企，像一汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安等定單產(chǎn)物也有兩百多萬(wàn)臺(tái)。下方是咱們的典范產(chǎn)物(如圖)。

　　咱的報(bào)告就到這邊，謝謝大伙。