2019年1月11-13日，“华夏电动车子百人会论坛(2019)”在京举办，这次坛专题是“车子革命与交通、燃料、都市协同进行”，围绕车子零释放和电动化变革、燃料转化及惯例燃料企业转行、未来交通和外出变革图景、下一代车子要害技艺进行、车子智能化和网联化趋向、焦点供给链培养、车子制造组织形式变革、世界创新对接、资产政策调度等热点难题发展研讨。湖南中车时期电动车子股份局限企业首席行家郭淑英出席会议并发表演讲，之下为演讲实录：

　　尊敬的各位来宾，大伙上午好!咱汇报的题目便是组委会给咱的题目，“下一代电机驱动的要害技艺”。

　　在座的各位皆是行家和同行，咱们中车株洲所作为长久从而电机驱动体系研发的单位，咱今日在这边跟大伙分享一下对咱们下一代电机驱动体系要害技艺的思考和体验，不当之处请批评指正。

　　汇报分三个部分：

　　电机驱动体系在全车中间的效用咱们都晓得，它的功能实质上打算了全车的功能，包括驾乘功能、能源功能以及它的续驶路程等等，正由于此，是以电机驱动体系和电池、电控一同就组成了电动车子“三纵三横”技艺体制之一的“三横”之一。咱此刻经过这张图来跟大伙分享一下，这种图非是全新的，日前咱们产物的特征和下一代，将近3-5年今后电机驱动体系是甚么样子。

　　日前的批量的产物仍是电机、电控和变速箱，根本上是采纳这类分离器件，可是此刻集成化的产物也全出去了。从这类开关器件来讲，最重要的所以硅基为主的RGBT半导体器件，稀土永磁电机。此刻咱们见到这类趋向了，确信是朝着一体化的方向进行，实质上上海电驱动株洲探讨所都有一体化的产物公布。下一代的开关器件确信便是宽禁带半导体为主，由于它具备更高的开关频次、更高的耐电压和高温功能。驱动电机由于考量到本钱等等，确信是朝着低重稀土、少稀土或许没有稀土永磁电机这样一种技艺方向进行。

　　经过这点，可能将来下一代的产物会在空间、重量、本钱，包括它的损失方面有个大大的减小，也便是说咱们下一代电驱动产物特征应当所以集成化、模块化、定制化、新资料和新工艺的利用达到全车对电机驱动体系高效、高功率密度、高可靠和低本钱那么一种请求。

　　第二部分，要害技艺

　　要使咱们的电机驱动体系满足全车高效能、高功能、低本钱、很没有问题驾乘功能这点请求，咱们最重要的是应当在这点方面做少许事业。例如电机方面的NVH技艺、热治理、效能区间改良、高功能资料的利用。在操控器方面，器件、模块，包括电磁兼容、功效平安、健康治理、下一代宽禁带半导体技艺等方面来发展攻关。

　　下方咱先从芯片最初讲有哪些技艺。日前下一代的IGBT开关器件技艺特征便是采纳精细沟槽，技艺路线各有不同，例如中车、英飞凌。可是总的来讲，下一代的开关器件特征便是在开关损失不增添的概况下，可行大大提升电流密度。下一代宽禁带半导体碳化硅芯片技艺，咱们都晓得碳化硅的特色是十分显著的，可是要是真实达到能够开发出去高可靠、大电流的芯片，咱们另有好多技艺须要解决，例如非平衡态碳化硅栅氧生长技艺、沟槽刻蚀工艺等等工艺技艺，唯有经过这点咱们才能够开发出高可靠、大电流的芯片。日前国家内部芯片的电流相对照较小，是50安培左右，还要经过串联来运用。

　　模块的封装技艺，在模块的封装技艺方面有像纳米银烧结、高温资料的利用、低集成电感模块的构造设置、模块里面芯片的均流设置等等技艺，经过这点攻关咱们要达到使模块的热阻更低、可靠性更高，充分发挥出碳化硅器件的高温功能，幸免过电压，满足高频利用的要求，提升可靠性等等。模块封装技艺，双面焊合、双面水冷、高可靠装配技艺，这点皆是须要咱们攻关的。总的目的是要达到等效热阻的下降，杂散电感比惯例模块大概要下降10%左右，还要达到高峰值电流的输出能力，高功率和温度下的重复生命那么少许个目的。

　　IGBT智能驱动技艺。可行经过Dic/dt负反馈闭环操控、经过开关进程的阶段解耦操控，来实现IGBT开关功耗下降、过电压功耗下降，而且在较高的电流下能够可靠关断。同一时间要可行平衡高可靠性、低电磁干扰与高效能之中的矛盾。

　　多变流器集成技艺。特别是在营运车上，中车开发的有八融合的产物，把DCDC全部的电源集成到一同去，带来的好处是功率密度高、接连器少、可靠性高、本钱低、维护容易。可是带来的难题也是值得咱们关心的，例如说多操控单元如何协同操控，电磁兼容和热治理如何概括考量，这皆是咱们下方须要关心的难题。

　　功效平安。有转矩平安、高压平安、温度的平安，以转距平安为例，功效平安便是当电子电器体系功效反常，产生不测的时刻不至于对人和环境形成伤害。要解决这种难题，此刻大伙都要经过ISO26260，以转距平安为例，最重要的所以EGAS三层架构，转距平安算法、关断路径自检战略、信号有用性判断战略等等，才能有用做到这一丝。

　　电磁兼容技艺。如何使咱们的体系能够在确保功能的前提下，它能够达到满足消费者的请求。咱们要做哪些事业?高低压耦合解耦技艺、电磁兼容仿真、滤波器的模块化设置，这点皆是咱们须要解决的难题。

　　健康治理技艺。在健康治理方面，咱们最重要的技艺指标便是要使这种产物变定时维护改成状况维护，使运转本钱下降，咱们做到故障可行预判，下降现场的故障率，做到这点咱们中车在营运车上本来也做了好多事业，应用大数据剖析，经过故障提前警告体系、健康估价体系、可靠性估价体系，通过大数据剖析平台，经过中车自助研发的云智通平台，能够现场预判故障，而且能够做到故障的迅速定位，这样的话能够确保产物的可靠运转和下降现场的故障率。

　　电机设置。下一步咱们对电机提议了更高功率密度、更高的效能、更低的本钱这样一种请求。提升功率密度门径好多，此中例如说咱们此刻采纳快速电机，咱们采纳巨型导体，提升槽满率，快速概况下转子的强度怎样样剖析，包括损失，另有热量的聚集怎样样散出来，采纳油冷仍是采纳定点冷却等等这点技艺皆是须要咱们发展解决的。

　　电机资料技艺。提升电机功率密度和功能下降本钱方面，资料的利用也是十分要害的，要下降电机的本钱，此刻永磁资料占比仍是相比大的，下一步要展开低重稀土的运用这类永磁资料，重稀土的利用尽量降低。实质深咱们在新燃料车子要点研发专项内部也有这种课题，有些单位正好做这种事宜。此外便是耐电晕绝缘体系，这一丝也很要紧，下一代假如采纳碳化硅、宽禁带半导体器件以后，它的开关频次比此刻的开关频次要提升10倍、20倍左右，它的Dic/dt也会加大。这对咱们的体系是一种严峻的考验，也便是说干脆作用到电机绝缘体系的生命，是以耐电绝缘体系的开发也是下一代的要害技艺。为了下降本钱，咱们可行用铁氧体部分取代钕铁硼永磁资料。

　　电机效能区间改良。咱们可行经过能耗随转速、转距的浮动来分配对电机的损失发展分配，设置上发展分配，以使电机的高效区可行跟机动车经常运转的工况相吻合，非是在额定电效能很高，在中速区或许低速区很矮，这是不适合机动车的运转习惯。

　　电驱动体系NVH难题。包括咱们要对电机自鼓励源发展建模，电机传导函数、电机NVH的体系剖析、电机跟体系集成今后NVH的剖析等等。

　　轮毂电机设置。将来在少许特种机动车上它的用途仍是很有前景的。要做好一种轮毂电机此刻要解决的要害技艺也也不少，特别是跟全车联合的难题。例如说像自身的电磁、构造、热三者耦合今后的改良设置，电动轮怎样集成，冷却、润滑、冻密封等等，鉴于差速协同操控的电动轮与全车配合技艺也是很要害的。

　　三大件的集成。此刻的产物有的是二融合的，电机电控二融合，电机和减速箱的二融合，也有电机、电控、减速箱的三融合，这是咱们的终极指标。做到集成化今后可行下降本钱、减小空间，提升体系的效能和它的功率密度，噪声也会下降。这种还会带来少许难题，例如说全个成壳体的铸造设置、怎样样冷却和润滑，特别是此刻国家内部对减速箱设置和生产相对另有点弱，这方面仍是要增强的。以上咱跟大伙分享了从器件到全个体系的集成方面下一代产物的要害技艺。

　　第三部分，典范产物

　　这种表格是国家内部外电控产物，单个操控器的产物(如图)。可能会有点挂一漏万，未必很周全，咱找了几个相比典范的。从功率空间密度和重量密度来看，咱们跟国家内部外的差别非是很大的。下一代碳化硅操控器是一种全新的技艺，例如说此刻特斯拉采纳的便是24只准则单模块，里面操控器采纳激光焊合、银烧结技艺。电装采纳双面冷却，比Si产物见效80%。下方这种图是咱们国家内部研发的，左边是电工所开发的样机，峰值功率85KW，、37kW/L，右边是咱们中车的样机，马上丰装了，峰值功率135KW，30KW/L的功率密度。这是电机的对照，这点比较来讲，国家内部外产物相差非是相当大，国家内部、海外电机电控水准技艺根本上是差不多的。

　　驱动总成的产物。左边两个是海外的两种产物，皆是三融合的，右边两个是咱们国家内部的三融合产物。咱们可行瞧出来电机驱动体系一体化是未来的进行趋向，作为咱们国家内部研发觉状来讲，电机、电控跟海外应当说差别非是很大，可是在变速箱、器件资产化流程方面咱们都还要加把劲。

　　中车株洲所电机驱动体系产物。咱们是从2001年最初映入这种产业，上、中、下游的资产链仍是相比完整的，昨年咱们所里电动车子这一块的出售收入曾经超越百亿，从上游来讲，咱们有IGBT传感器、减振和轻量化资料。中游有操控器、电机、操控总成、能源总成、传动总成、储能总成。下游有营运车的开发和利用。

　　典范产物。IGBT产物此刻的产物是采纳第六代沟槽栅芯片，对标海外最领先进步的技艺目标。接口规格皆是绝对的，车子级的准则。此刻曾经建成年产50万只IGBT模块产物制造线，下方是产物的相片(如图)，有750V，有1200V的。

　　IGBT的驱动产物也是咱们的特色，应用咱们本人研发的模块，发射极寄生杂散电感Le的感应电压，实现dic/dt负反馈闭环操控，很好地发挥了模块用于驱动的集成优势，它带来的好处是开通损失比惯例下降了33%，关断损失下降了45%，这种也是一种十分可以的东西。这是IGBT集成的组件产物。这是鉴于刚才讲的双面冷却的IGBT模块产物，构建起高密度操控器体系产物线。这是几个典范产物。

　　从体系产物来讲，电驱动产物产物系列是掩盖了从55KW-150KW，满足乘用车、营运车的能源平台的要求。此刻产物累计出售对外的产物，除了咱们自用的有10万余套，此中采纳咱们自助的IGBT的体系有一万多套，此刻跟几个大的主车企，像一汽、东风、长安等定单产物也有两百多万台。下方是咱们的典范产物(如图)。

　　咱的报告就到这边，谢谢大伙。