3月30日下午，“新燃料大巴車技藝與平安高峰論壇”舉辦，運動云集產(chǎn)業(yè)行家、公交運營、大巴車生產(chǎn)以及配套公司在內(nèi)的大巴車業(yè)內(nèi)人員，共探產(chǎn)業(yè)進行，國度電動車子電驅(qū)動體系資產(chǎn)技藝創(chuàng)新策略聯(lián)盟秘書長張舟云博士出席了這次論壇，發(fā)表了《新燃料車子驅(qū)動電機和電機操控器技藝現(xiàn)狀以及進行趨向》的演講。

　　之下為演講實錄：

　　大伙下午好，很高興有機會在這邊向大伙匯報新燃料車子驅(qū)動電機和電機操控器技藝現(xiàn)狀以及進行趨向。源于電驅(qū)動體系除了電機以外還涉及到傳動體系，而傳動體系和不同的技藝路線相關，涉及面較寬;咱本人不業(yè)余所以驅(qū)動電機和電機操控器為主，因而為了講好這種匯報，咱適當調(diào)度了要點，把原新燃料大巴車電驅(qū)動體系的內(nèi)容聚集到驅(qū)動電機和操控器體系方面。此外，和前面肖主任講能源電池一樣，本來不論是大巴車電機仍是小汽車電機，技藝是相通的，因而這種匯報無十足針對大巴車，卻是把各式車型，包括小汽車另有少許專用車的利用都含在這邊面。

　　匯報一共講兩個方面內(nèi)容，起首推薦一下咱們國度新燃料車子驅(qū)動電機資產(chǎn)的進行概況。這邊有幾句話做一種綜合性的講明：

　　第一句話相比顯著，便是說驅(qū)動電機作為咱們國度新燃料車子要害零部件焦點之一，它的工程化和資產(chǎn)化的水平關于咱們國度新燃料車子資產(chǎn)作用至關要緊，包括咱們的創(chuàng)新體制的健全，皆是一種十分要緊的零部件。

　　第二，咱們國度通過15年的進行，在國家內(nèi)部的營運車(包括大巴車、卡車)，另有乘用車、專用車(最重要的包涵物流車)利用方面，當前國家內(nèi)部曾經(jīng)十足具有了滿足這點新燃料車子請求的驅(qū)動電機和電機操控器的研發(fā)和生產(chǎn)能力，況且從產(chǎn)能來說的話，也是十足可行滿足要求，此外咱們有一部分公司此刻也在向海外做出口。在驅(qū)動電機方面，如功率密度、效能這點目標，咱們和海外領先進步水準根本差不多。

　　第三，關于電機操控器而言，有這樣一種綜合，由于咱們國家內(nèi)部的電力電子技藝起步相對較晚，這邊講到的電力電子技藝最重要的指功率器件技藝，功率器件技藝還不單單指模塊，也包涵芯片的研發(fā)技藝、封裝資料和封裝工藝技藝，還涉及到電機操控器的集成技藝。由于這點技藝的時間差，讓得國家內(nèi)部電機操控器的功率密度水準和海外量產(chǎn)的產(chǎn)物相比存留有些差距。2014年這類差距是一半，國家內(nèi)部操控器是海外同類操控器的兩倍空間;通過這兩年的迅速進行，國家內(nèi)部電機操控器功率密度比2014年提升了50%，也便是說和海外這種差距縮短了好多，后面也會有具體的推薦。

　　第四，便是講電動車子電驅(qū)動體系資產(chǎn)技藝創(chuàng)新策略聯(lián)盟，剛剛主辦人說到，咱是資產(chǎn)聯(lián)盟的秘書長。這種聯(lián)盟后面咱也會推薦到，這種聯(lián)盟本來它的一種宗旨是說帶動咱們國家內(nèi)部驅(qū)動電機和電機操控器上下游的協(xié)同進行，最重要的是提升咱們要害資料和要害部件的國產(chǎn)化能力。

　　起首容易做個對照，瞧瞧大巴車電機和小汽車電機的最重要的差異?自然咱們此刻有好多小汽車電機也用在大巴車上，可是大巴車電機用在小汽車上的相比少，這種差異最重要的表現(xiàn)在那兒呢?第一看轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速最重要的和慣例能源總成相干，大巴車啟動機作為能源源最高轉(zhuǎn)速不超越3000轉(zhuǎn)，是以大巴車驅(qū)動電機包括插電式、純電動，通常來講全在3000~3500rpm;可能有一小部分物流車或許公務用車電機轉(zhuǎn)速到4000rpm，根本在這種范疇。圖示有兩個電機，這兩臺電機功率一樣大，可是尺寸和重量十足不一樣。對小汽車電機而言，由于能源傳動形式的差異，要么加減速，要么加變速，可行成倍地下降電機的轉(zhuǎn)矩要求，對應的空間和重量就會下降，自然轉(zhuǎn)速會升高。

　　第二個對電機來說的話，通常說這種電機多少千瓦，但實質(zhì)上電機的空間和重量取決于扭矩，電機的轉(zhuǎn)矩和空間是成正比。由于大巴車電機轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)矩大，是以重量相比高，對應的本錢就相比高。

　　第三，由于大巴車電機功率要求相比大，是以電壓請求通常來講都相比高，特別是關于直驅(qū)電機，直流電壓500~600V的要求相比普及，自然也有插電式大巴車電機電壓在300~400V這種級別。小汽車電機直流電壓普及在300~400V之中。

　　第四，最近幾年咱們可行發(fā)覺在大巴車利用方面，各式不同利用的操控器，一步步要做集成，這類集成化的請求越來越多;但小汽車電機操控器源于安排體積難題，定制化較多。另有便是從小汽車用的電機操控器來說的話，咱們本來可行發(fā)覺內(nèi)部體積難題，是以它的準則化操控器通常來講相比少，唯有它做的十分小，便是甚么樣的車都可行用，假如做不到這些的話請求做定制化，另有集成化，集成化后面也會有推薦，它的集成化便是說不僅單說把不同的電力電子的操控器的體系還涉及到操控器里面的構(gòu)造集成。

　　第五，大巴車使用路程相對小汽車長好多，根本上在4到6倍，包括生命請求也相應提高。

　　第六，從產(chǎn)物開發(fā)周期來講，大巴車市場請求的開發(fā)認證的周期常常相比短;而作為小汽車電機操控器，它的開發(fā)認證的周期常常相比長。

　　說到我們國家國度的電機水準，咱這邊給一張圖，這點數(shù)據(jù)應當皆是近幾年數(shù)據(jù)，有咱們國家內(nèi)部的水準，也有市場上見到的海外同類產(chǎn)物的水準。這點電機一同特征皆是轉(zhuǎn)速相比高，功率也盡量找相近的，包括電壓和冷卻形式。從國家內(nèi)部外驅(qū)動電機的目標來看，通常講轉(zhuǎn)矩密度和功率密度的話，本來不論是對應電機有用重量仍是總重量，皆是在差不多的水準。咱們國度實質(zhì)上為了推進驅(qū)動電機資產(chǎn)的進行，對電機的功率密度也提議了請求，到2020年是4kWl千克，這是產(chǎn)物級。當前可能部分公司的個別產(chǎn)物可行做到這樣一種水準，但全體上咱們此刻產(chǎn)物級在3.2~3.3kW/千克;到2020年，咱感覺4kW/千克十足有可能達到。咱們還提到轉(zhuǎn)矩密度，轉(zhuǎn)矩密度關于快速電機來講要做到相比高通常來講相比難，是以轉(zhuǎn)矩密度相對與大巴車電機會低少許，可是假如咱們和海外同類電機比的話，應當也是隸屬差不多的水準。

　　從電機操控器來講，也是功率密度。自然功率密度是一種外在目標的表現(xiàn)，實質(zhì)上和內(nèi)部用的功率模塊和功率模塊的封裝方式都密切關聯(lián)，是以咱們見到對應海外的封裝式電機操控器，咱們此刻產(chǎn)物級的功率密度另有些差距。咱剛剛也講過，對照咱們兩三年前的水準，咱們本身的進步也十分大。

　　這邊咱列舉了少許此刻市場上曾經(jīng)批量利用的少許電機和操控器的產(chǎn)物，這邊包括小汽車和大巴車的利用，全體來看咱們國家內(nèi)部的驅(qū)動電機和操控器的進步是十分快的，正如前面第一種匯報王主任講的一樣，咱們國度大巴車不論全車水準仍是零部件的水準，應當說在世界上皆是處于優(yōu)先水準。

　　然后說到資產(chǎn)聯(lián)盟，這種聯(lián)盟是怎樣回事?聯(lián)盟是在2011年成立的。那時的概況是咱們驅(qū)動電機和電機操控器用到的硅鋼、磁鋼、軸承、位子傳感器、插件和線束等，咱們采納海外的資料相比多。咱們尋到國家內(nèi)部的少許資料和零部件的廠家，它們提到本來不曉得車子電機利用有甚么樣的要求，假如能夠準確要求，國家內(nèi)部十足可行做出去。包括電機操控器的功率模塊、電容器，也是同樣的難題。是以咱們發(fā)起成立這樣一種聯(lián)盟，為產(chǎn)業(yè)提供一種平臺，在這種平臺內(nèi)部可行理解到從車子利用方位的特殊要求，依照這種要求研發(fā)出的產(chǎn)物，咱們作為驅(qū)動電機和電機操控器的公司可行對這點資料和零部件做充分認證。

　　右邊舉了幾個例子，從2016年到此刻，咱們在車用的資料和器件方面曾經(jīng)有了哪些產(chǎn)物。例如像咱們電機內(nèi)部硅鋼的資料，前幾年最重要的是用日本的硅鋼資料，通過咱們國家內(nèi)部像寶鋼、武鋼(此刻合并成寶武團體)的研發(fā)和實驗，此刻國家內(nèi)部驅(qū)動電機多數(shù)都用國家內(nèi)部的硅鋼。

　　另有功率模塊，咱們講功率電子一直是制約咱們國家內(nèi)部電機操控器進行的阻礙。通過咱們和半導體廠家合作，一同來對標和研發(fā)車子級功率器件。此刻國家內(nèi)部曾經(jīng)有兩到三家半導體封裝公司做出可批量利用的器件。這種好處是甚么呢?它可行大幅度下降咱們功率器件的收購本錢，況且在世界競爭上說，由于咱們國家內(nèi)部有自助產(chǎn)物的能力，咱們的議價能力提高了。除了功率器件，也包括電容器、位子傳感器、線束等，這是皆是咱們聯(lián)盟的少許效果。

　　日前這種聯(lián)盟有30家單位，涵蓋的資產(chǎn)范疇還不僅僅是當前的產(chǎn)物，包括下一代的產(chǎn)物，像碳化硅器件;另有今后有可能利用在車子電機的非晶資料，這點全在聯(lián)盟內(nèi)部有相應的事業(yè)。

　　這邊也提到咱們國度對驅(qū)動電機資產(chǎn)的扶持，這邊面咱提兩個：一是華夏生產(chǎn)2025，華夏生產(chǎn)2025前面肖主任提到7+1，驅(qū)動電機是在新燃料車子、節(jié)能車子、車子生產(chǎn)三個范疇皆是作為很要緊的構(gòu)成部分。

　　二是國度“十三五”要點研發(fā)計劃，昨年曾經(jīng)發(fā)動了大批名目，本年正好發(fā)動第二批名目，涉及驅(qū)動電機和電力電子一大家都有六個名目，對應驅(qū)動電機、電力電子、電驅(qū)動總成等;另有電機操控器，包括碳化硅器件的根基理論和碳化硅電機操控器。十三五驅(qū)動電機進行指標是接著維持實現(xiàn)，電機操控器是實現(xiàn)功率倍增。咱們假如能夠做到功率倍增，就能做到海外同步。自然海外也在進行，但從這兩年來看，咱們的進行速度會加速。關于電機操控器的功率密度，這邊給出了從2014年的水準和2020年要達到的水準，另有2025年可能會達到的水準，自然2025年32-36kW/L是鑒于碳化硅器件。關于硅基資料，源于本征溫度的節(jié)制，有剖析說它能夠達到的第一大功率密度極限在19~20kW/L。也便是說，假如要達到32kW/L，必需提升它的頻次范疇和事業(yè)溫度，碳化硅可能是一種十分沒有問題載體。

　　關于驅(qū)動電機而言，十三五要點研發(fā)計劃也有準確的指標。乘用車電機功率密度是4kW/千克，營運車電機轉(zhuǎn)矩密度做到20Nm/千克。當前轉(zhuǎn)矩密度水準是多少，和電機構(gòu)造相關。如插電式大巴車電機，可能在16-17Nm/千克，假如是直驅(qū)電機轉(zhuǎn)矩密度會稍微高一絲，也便是說達到20Nm/千克經(jīng)過資料應用率的提高，是十分有可能完成的。要完成這種目標須要相比多的技藝門徑來實現(xiàn)，后面也有推薦。

　　第二部分推薦驅(qū)動電機技藝和資產(chǎn)進行概況。起首做一種不同類別電機的功能對照，為何說這種事宜?咱經(jīng)常被人問到，說感應電機和永磁電機哪個好，今后進行方向到底是甚么?用這張圖來講明，各式電機自身是有優(yōu)點和缺點，咱們須要理解他們各自的特色，放到符合的利用范疇內(nèi)部。平常所說，直流電機此刻都不用了，交流電機最重要的有感應電機(異步電機)、開關磁阻電機和永磁電機，永磁電機又分為幾種。從車子利用方位來講最重要的關心電機的效能、調(diào)速范疇、功率密度和操控功能等特征。假如講到調(diào)速范疇，交流異步電機和永磁同步電機具備同類的調(diào)速的功能;假如講到恒功率范疇，源于交流異步電機本身的特性，它的恒功率區(qū)必定會比永磁同步電機低少許。

　　從高效能區(qū)來說，體現(xiàn)出去的結(jié)果是永磁同步電機高效能區(qū)更寬，這也和電機的自身原理是相關系。像交流異步電機轉(zhuǎn)子必定要勵磁，就會損耗一部分的能量，永磁電機由于轉(zhuǎn)子永磁體自身可行發(fā)生磁場，讓得效能占優(yōu)。關于開關磁阻電機來講，轉(zhuǎn)子上無永磁體，還不須要感應，十足靠磁阻的浮動，是以效能比永磁電機來講更低少許。

　　從電機本體的操控功能看，交流異步電機和永磁同步電機根本上是差不多的。自然此刻也有一小部分在低本錢的電動車上可能用到?jīng)]有刷直流電機，沒有刷直流電機源于本身特色，在調(diào)速性、功率密度和效能方面，與永磁同步電機差距仍是存留的。

　　從電機本體技藝看，分了這樣幾個方面：起首是電機設置技藝。由于車子利用不光是要考量功率、轉(zhuǎn)矩、效能，還要考量發(fā)熱、波動以及和電機操控的配合，在這點約束下發(fā)展電機設置的時刻就不僅單是電磁設置，要考量若干范疇。咱們提議的多范疇集成、多層次改良和多端口配合設置，多范疇集成便是考量機、電、熱、磁等不同范疇，多層次改良是從概念設置、場路耦合仿真到體系集成仿真的不同方位發(fā)展估價，多端口配合是指機械端口、電端口以及熱端口的配合。

　　從電機設置說，設置的指標是不停地下降電機的空間和重量，不停地提升電機的轉(zhuǎn)矩素質(zhì)。要做到這一絲，須要在電機的磁路設置時，要點增強轉(zhuǎn)子形狀的設置以及磁阻轉(zhuǎn)矩的應用率。電機轉(zhuǎn)矩分為兩部分組：一部分永磁轉(zhuǎn)矩經(jīng)過永磁體獲得的，此外一部分是磁阻轉(zhuǎn)矩，是經(jīng)過設置獲得的。磁阻轉(zhuǎn)矩是在永磁體相對固定的前提下，經(jīng)過設置可行獲得很大的轉(zhuǎn)矩輸出。同一時間，要讓全個電機在運轉(zhuǎn)地域內(nèi)部相比安靜，波動噪聲請求很高，這也是近幾年全車公司對驅(qū)動電機公司提議了一種很要緊的目標;電機的熱功能和生產(chǎn)工藝十分關聯(lián)，要把這種電機做小做輕，功率和轉(zhuǎn)矩維持不變，最最重要的的門徑便是改進它的熱功能，包括了生熱、導熱和散熱三個進程的設置。

　　生熱指的便是下降電機損失，包括銅耗、鐵耗。下降銅耗須要在繞組構(gòu)造方式有創(chuàng)新，包括這邊見到的高密度繞組技藝和扁導線技藝。導熱的要害在于資料以及槽狀設置，如何大幅度提升導熱面積又不作用磁路功能，也是設置的要點。散熱最重要的是冷卻水道的形狀和包括油冷在內(nèi)的冷卻形式�？墒�，油冷技藝涉及到要害技藝十分多，包括絕緣資料、繞組漆膜、綁扎繩等都要認證能否能夠和油品兼容等等。

　　再進一步就涉及到電機資料技藝，資料技藝內(nèi)部此刻探討便是有甚么發(fā)覺呢?起首同樣的硅鋼資料，不同的沖材工藝體現(xiàn)出不同的特征，特別是鐵耗差異十分大。其次，硅鋼的機械功能便是咱們平常講的強度，是隨著溫度產(chǎn)生浮動的，平常做強度校核時無特別關心這一絲�？墒亲罱�的探討表達，在高溫和常溫的概況下硅鋼片的屈服強度下降30%左右。

　　在電機操控器方面，最重要的是集成，特別是體系級集成，把半導體晶圓和操控器里面構(gòu)造做集成，這也是咱們當前和海外差距相比大的位置，也是追趕的要點。另有從碳化硅的利用，日前國家內(nèi)部加大了投入，在碳化硅的利用方面有可能和海外根本上同步。此外是電機操控技藝，操控技藝內(nèi)部此刻大伙關心的是甚么?第一電壓應用率的提高，同樣電池電壓下怎樣樣操控電機輸出第一大的能力;第二是轉(zhuǎn)矩補償，涉及到全車舒適型，即NHV功能;另有便是故障診斷，怎樣樣確保機動車的平安。

　　關于電機操控軟件而言，特別是乘用車利用，對ISO26262功效平安以及AutoSAR軟件架構(gòu)請求越來越突出。此外便是電磁兼容功能，電磁兼容是近兩年來，不論是大巴車仍是小汽車的全車和零部件公告強迫的名目。如何提升零部件電磁兼容性也是咱們須要十分關心。另有便是體系配合，電機的設置不但僅是說電機自身要設置出寬效能區(qū)，進一步請求電機的高效區(qū)是全車經(jīng)常使用的地域，因而須要對體系做全局的改良，這也是咱們從探討方位的一種十分要緊的方向。

　　在電驅(qū)動體系的總成方面，不同的能源體系構(gòu)型包括營運車電機變速箱總成、雙電機總成等，當前乘用車能源總成體系也在探尋能否可行在大巴車內(nèi)部做利用。另有輪轂電機，輪轂電機咱私人看法這是一種十分沒有問題分布式驅(qū)動方式，可是要把輪轂電機做成產(chǎn)物仍是須要花十分多的時間。

　　最終小節(jié)一下驅(qū)動電機技藝進行方向：一是集成化，包括機電耦合集成、電力電子操控器集成;二是高效能化，不論經(jīng)過甚么技藝門徑，咱們永遠追求高效能和低本錢;三是數(shù)字化和智能化，這和電機操控器的進行關聯(lián)度最高。