3月30日下午，“新燃料大巴车技艺与平安高峰论坛”举办，运动云集产业行家、公交运营、大巴车生产以及配套公司在内的大巴车业内人员，共探产业进行，国度电动车子电驱动体系资产技艺创新策略联盟秘书长张舟云博士出席了这次论坛，发表了《新燃料车子驱动电机和电机操控器技艺现状以及进行趋向》的演讲。

　　之下为演讲实录：

　　大伙下午好，很高兴有机会在这边向大伙汇报新燃料车子驱动电机和电机操控器技艺现状以及进行趋向。源于电驱动体系除了电机以外还涉及到传动体系，而传动体系和不同的技艺路线相关，涉及面较宽;咱本人不业余所以驱动电机和电机操控器为主，因而为了讲好这种汇报，咱适当调度了要点，把原新燃料大巴车电驱动体系的内容聚集到驱动电机和操控器体系方面。此外，和前面肖主任讲能源电池一样，本来不论是大巴车电机仍是小汽车电机，技艺是相通的，因而这种汇报无十足针对大巴车，却是把各式车型，包括小汽车另有少许专用车的利用都含在这边面。

　　汇报一共讲两个方面内容，起首推荐一下咱们国度新燃料车子驱动电机资产的进行概况。这边有几句话做一种综合性的讲明：

　　第一句话相比显著，便是说驱动电机作为咱们国度新燃料车子要害零部件焦点之一，它的工程化和资产化的水平关于咱们国度新燃料车子资产作用至关要紧，包括咱们的创新体制的健全，皆是一种十分要紧的零部件。

　　第二，咱们国度通过15年的进行，在国家内部的营运车(包括大巴车、卡车)，另有乘用车、专用车(最重要的包涵物流车)利用方面，当前国家内部曾经十足具有了满足这点新燃料车子请求的驱动电机和电机操控器的研发和生产能力，况且从产能来说的话，也是十足可行满足要求，此外咱们有一部分公司此刻也在向海外做出口。在驱动电机方面，如功率密度、效能这点目标，咱们和海外领先进步水准根本差不多。

　　第三，关于电机操控器而言，有这样一种综合，由于咱们国家内部的电力电子技艺起步相对较晚，这边讲到的电力电子技艺最重要的指功率器件技艺，功率器件技艺还不单单指模块，也包涵芯片的研发技艺、封装资料和封装工艺技艺，还涉及到电机操控器的集成技艺。由于这点技艺的时间差，让得国家内部电机操控器的功率密度水准和海外量产的产物相比存留有些差距。2014年这类差距是一半，国家内部操控器是海外同类操控器的两倍空间;通过这两年的迅速进行，国家内部电机操控器功率密度比2014年提升了50%，也便是说和海外这种差距缩短了好多，后面也会有具体的推荐。

　　第四，便是讲电动车子电驱动体系资产技艺创新策略联盟，刚刚主办人说到，咱是资产联盟的秘书长。这种联盟后面咱也会推荐到，这种联盟本来它的一种宗旨是说带动咱们国家内部驱动电机和电机操控器上下游的协同进行，最重要的是提升咱们要害资料和要害部件的国产化能力。

　　起首容易做个对照，瞧瞧大巴车电机和小汽车电机的最重要的差异?自然咱们此刻有好多小汽车电机也用在大巴车上，可是大巴车电机用在小汽车上的相比少，这种差异最重要的表现在那儿呢?第一看转速，转速最重要的和惯例能源总成相干，大巴车启动机作为能源源最高转速不超越3000转，是以大巴车驱动电机包括插电式、纯电动，通常来讲全在3000~3500rpm;可能有一小部分物流车或许公务用车电机转速到4000rpm，根本在这种范畴。图示有两个电机，这两台电机功率一样大，可是尺寸和重量十足不一样。对小汽车电机而言，由于能源传动形式的差异，要么加减速，要么加变速，可行成倍地下降电机的转矩要求，对应的空间和重量就会下降，自然转速会升高。

　　第二个对电机来说的话，通常说这种电机多少千瓦，但实质上电机的空间和重量取决于扭矩，电机的转矩和空间是成正比。由于大巴车电机转速低，转矩大，是以重量相比高，对应的本钱就相比高。

　　第三，由于大巴车电机功率要求相比大，是以电压请求通常来讲都相比高，特别是关于直驱电机，直流电压500~600V的要求相比普及，自然也有插电式大巴车电机电压在300~400V这种级别。小汽车电机直流电压普及在300~400V之中。

　　第四，最近几年咱们可行发觉在大巴车利用方面，各式不同利用的操控器，一步步要做集成，这类集成化的请求越来越多;但小汽车电机操控器源于安排体积难题，定制化较多。另有便是从小汽车用的电机操控器来说的话，咱们本来可行发觉内部体积难题，是以它的准则化操控器通常来讲相比少，唯有它做的十分小，便是甚么样的车都可行用，假如做不到这些的话请求做定制化，另有集成化，集成化后面也会有推荐，它的集成化便是说不仅单说把不同的电力电子的操控器的体系还涉及到操控器里面的构造集成。

　　第五，大巴车使用路程相对小汽车长好多，根本上在4到6倍，包括生命请求也相应提高。

　　第六，从产物开发周期来讲，大巴车市场请求的开发认证的周期常常相比短;而作为小汽车电机操控器，它的开发认证的周期常常相比长。

　　说到我们国家国度的电机水准，咱这边给一张图，这点数据应当皆是近几年数据，有咱们国家内部的水准，也有市场上见到的海外同类产物的水准。这点电机一同特征皆是转速相比高，功率也尽量找相近的，包括电压和冷却形式。从国家内部外驱动电机的目标来看，通常讲转矩密度和功率密度的话，本来不论是对应电机有用重量仍是总重量，皆是在差不多的水准。咱们国度实质上为了推进驱动电机资产的进行，对电机的功率密度也提议了请求，到2020年是4kWl千克，这是产物级。当前可能部分公司的个别产物可行做到这样一种水准，但全体上咱们此刻产物级在3.2~3.3kW/千克;到2020年，咱感觉4kW/千克十足有可能达到。咱们还提到转矩密度，转矩密度关于快速电机来讲要做到相比高通常来讲相比难，是以转矩密度相对与大巴车电机会低少许，可是假如咱们和海外同类电机比的话，应当也是隶属差不多的水准。

　　从电机操控器来讲，也是功率密度。自然功率密度是一种外在目标的表现，实质上和内部用的功率模块和功率模块的封装方式都密切关联，是以咱们见到对应海外的封装式电机操控器，咱们此刻产物级的功率密度另有些差距。咱刚刚也讲过，对照咱们两三年前的水准，咱们本身的进步也十分大。

　　这边咱列举了少许此刻市场上曾经批量利用的少许电机和操控器的产物，这边包括小汽车和大巴车的利用，全体来看咱们国家内部的驱动电机和操控器的进步是十分快的，正如前面第一种汇报王主任讲的一样，咱们国度大巴车不论全车水准仍是零部件的水准，应当说在世界上皆是处于优先水准。

　　然后说到资产联盟，这种联盟是怎样回事?联盟是在2011年成立的。那时的概况是咱们驱动电机和电机操控器用到的硅钢、磁钢、轴承、位子传感器、插件和线束等，咱们采纳海外的资料相比多。咱们寻到国家内部的少许资料和零部件的厂家，它们提到本来不晓得车子电机利用有甚么样的要求，假如能够准确要求，国家内部十足可行做出去。包括电机操控器的功率模块、电容器，也是同样的难题。是以咱们发起成立这样一种联盟，为产业提供一种平台，在这种平台内部可行理解到从车子利用方位的特殊要求，依照这种要求研发出的产物，咱们作为驱动电机和电机操控器的公司可行对这点资料和零部件做充分认证。

　　右边举了几个例子，从2016年到此刻，咱们在车用的资料和器件方面曾经有了哪些产物。例如像咱们电机内部硅钢的资料，前几年最重要的是用日本的硅钢资料，通过咱们国家内部像宝钢、武钢(此刻合并成宝武团体)的研发和实验，此刻国家内部驱动电机多数都用国家内部的硅钢。

　　另有功率模块，咱们讲功率电子一直是制约咱们国家内部电机操控器进行的阻碍。通过咱们和半导体厂家合作，一同来对标和研发车子级功率器件。此刻国家内部曾经有两到三家半导体封装公司做出可批量利用的器件。这种好处是甚么呢?它可行大幅度下降咱们功率器件的收购本钱，况且在世界竞争上说，由于咱们国家内部有自助产物的能力，咱们的议价能力提高了。除了功率器件，也包括电容器、位子传感器、线束等，这是皆是咱们联盟的少许效果。

　　日前这种联盟有30家单位，涵盖的资产范畴还不仅仅是当前的产物，包括下一代的产物，像碳化硅器件;另有今后有可能利用在车子电机的非晶资料，这点全在联盟内部有相应的事业。

　　这边也提到咱们国度对驱动电机资产的扶持，这边面咱提两个：一是华夏生产2025，华夏生产2025前面肖主任提到7+1，驱动电机是在新燃料车子、节能车子、车子生产三个范畴皆是作为很要紧的构成部分。

　　二是国度“十三五”要点研发计划，昨年曾经发动了大批名目，本年正好发动第二批名目，涉及驱动电机和电力电子一大家都有六个名目，对应驱动电机、电力电子、电驱动总成等;另有电机操控器，包括碳化硅器件的根基理论和碳化硅电机操控器。十三五驱动电机进行指标是接着维持实现，电机操控器是实现功率倍增。咱们假如能够做到功率倍增，就能做到海外同步。自然海外也在进行，但从这两年来看，咱们的进行速度会加速。关于电机操控器的功率密度，这边给出了从2014年的水准和2020年要达到的水准，另有2025年可能会达到的水准，自然2025年32-36kW/L是鉴于碳化硅器件。关于硅基资料，源于本征温度的节制，有剖析说它能够达到的第一大功率密度极限在19~20kW/L。也便是说，假如要达到32kW/L，必需提升它的频次范畴和事业温度，碳化硅可能是一种十分没有问题载体。

　　关于驱动电机而言，十三五要点研发计划也有准确的指标。乘用车电机功率密度是4kW/千克，营运车电机转矩密度做到20Nm/千克。当前转矩密度水准是多少，和电机构造相关。如插电式大巴车电机，可能在16-17Nm/千克，假如是直驱电机转矩密度会稍微高一丝，也便是说达到20Nm/千克经过资料应用率的提高，是十分有可能完成的。要完成这种目标须要相比多的技艺门径来实现，后面也有推荐。

　　第二部分推荐驱动电机技艺和资产进行概况。起首做一种不同类别电机的功能对照，为何说这种事宜?咱经常被人问到，说感应电机和永磁电机哪个好，今后进行方向到底是甚么?用这张图来讲明，各式电机自身是有优点和缺点，咱们须要理解他们各自的特色，放到符合的利用范畴内部。平常所说，直流电机此刻都不用了，交流电机最重要的有感应电机(异步电机)、开关磁阻电机和永磁电机，永磁电机又分为几种。从车子利用方位来讲最重要的关心电机的效能、调速范畴、功率密度和操控功能等特征。假如讲到调速范畴，交流异步电机和永磁同步电机具备同类的调速的功能;假如讲到恒功率范畴，源于交流异步电机本身的特性，它的恒功率区必定会比永磁同步电机低少许。

　　从高效能区来说，体现出去的结果是永磁同步电机高效能区更宽，这也和电机的自身原理是相关系。像交流异步电机转子必定要励磁，就会损耗一部分的能量，永磁电机由于转子永磁体自身可行发生磁场，让得效能占优。关于开关磁阻电机来讲，转子上无永磁体，还不须要感应，十足靠磁阻的浮动，是以效能比永磁电机来讲更低少许。

　　从电机本体的操控功能看，交流异步电机和永磁同步电机根本上是差不多的。自然此刻也有一小部分在低本钱的电动车上可能用到没有刷直流电机，没有刷直流电机源于本身特色，在调速性、功率密度和效能方面，与永磁同步电机差距仍是存留的。

　　从电机本体技艺看，分了这样几个方面：起首是电机设置技艺。由于车子利用不光是要考量功率、转矩、效能，还要考量发热、波动以及和电机操控的配合，在这点约束下发展电机设置的时刻就不仅单是电磁设置，要考量若干范畴。咱们提议的多范畴集成、多层次改良和多端口配合设置，多范畴集成便是考量机、电、热、磁等不同范畴，多层次改良是从概念设置、场路耦合仿真到体系集成仿真的不同方位发展估价，多端口配合是指机械端口、电端口以及热端口的配合。

　　从电机设置说，设置的指标是不停地下降电机的空间和重量，不停地提升电机的转矩素质。要做到这一丝，须要在电机的磁路设置时，要点增强转子形状的设置以及磁阻转矩的应用率。电机转矩分为两部分组：一部分永磁转矩经过永磁体获得的，此外一部分是磁阻转矩，是经过设置获得的。磁阻转矩是在永磁体相对固定的前提下，经过设置可行获得很大的转矩输出。同一时间，要让全个电机在运转地域内部相比安静，波动噪声请求很高，这也是近几年全车公司对驱动电机公司提议了一种很要紧的目标;电机的热功能和生产工艺十分关联，要把这种电机做小做轻，功率和转矩维持不变，最最重要的的门径便是改进它的热功能，包括了生热、导热和散热三个进程的设置。

　　生热指的便是下降电机损失，包括铜耗、铁耗。下降铜耗须要在绕组构造方式有创新，包括这边见到的高密度绕组技艺和扁导线技艺。导热的要害在于资料以及槽状设置，如何大幅度提升导热面积又不作用磁路功能，也是设置的要点。散热最重要的是冷却水道的形状和包括油冷在内的冷却形式。可是，油冷技艺涉及到要害技艺十分多，包括绝缘资料、绕组漆膜、绑扎绳等都要认证能否能够和油品兼容等等。

　　再进一步就涉及到电机资料技艺，资料技艺内部此刻探讨便是有甚么发觉呢?起首同样的硅钢资料，不同的冲材工艺体现出不同的特征，特别是铁耗差异十分大。其次，硅钢的机械功能便是咱们平常讲的强度，是随着温度产生浮动的，平常做强度校核时无特别关心这一丝。可是最近的探讨表达，在高温和常温的概况下硅钢片的屈服强度下降30%左右。

　　在电机操控器方面，最重要的是集成，特别是体系级集成，把半导体晶圆和操控器里面构造做集成，这也是咱们当前和海外差距相比大的位置，也是追赶的要点。另有从碳化硅的利用，日前国家内部加大了投入，在碳化硅的利用方面有可能和海外根本上同步。此外是电机操控技艺，操控技艺内部此刻大伙关心的是甚么?第一电压应用率的提高，同样电池电压下怎样样操控电机输出第一大的能力;第二是转矩补偿，涉及到全车舒适型，即NHV功能;另有便是故障诊断，怎样样确保机动车的平安。

　　关于电机操控软件而言，特别是乘用车利用，对ISO26262功效平安以及AutoSAR软件架构请求越来越突出。此外便是电磁兼容功能，电磁兼容是近两年来，不论是大巴车仍是小汽车的全车和零部件公告强迫的名目。如何提升零部件电磁兼容性也是咱们须要十分关心。另有便是体系配合，电机的设置不但仅是说电机自身要设置出宽效能区，进一步请求电机的高效区是全车经常使用的地域，因而须要对体系做全局的改良，这也是咱们从探讨方位的一种十分要紧的方向。

　　在电驱动体系的总成方面，不同的能源体系构型包括营运车电机变速箱总成、双电机总成等，当前乘用车能源总成体系也在探寻能否可行在大巴车内部做利用。另有轮毂电机，轮毂电机咱私人看法这是一种十分没有问题分布式驱动方式，可是要把轮毂电机做成产物仍是须要花十分多的时间。

　　最终小节一下驱动电机技艺进行方向：一是集成化，包括机电耦合集成、电力电子操控器集成;二是高效能化，不论经过甚么技艺门径，咱们永远追求高效能和低本钱;三是数字化和智能化，这和电机操控器的进行关联度最高。