一汽集團(tuán)電驅(qū)控制開(kāi)發(fā)主任李帥在2023xEV驅(qū)動(dòng)論壇上指出，針對(duì)高性能電驅(qū)的核心訴求，開(kāi)發(fā)方向還是圍繞幾個(gè)部分，高動(dòng)力、高集成、低噪音、高效率、安全可靠。全域智能分區(qū)變頻技術(shù)、DPWM控制技術(shù)、精準(zhǔn)油冷潤(rùn)滑控制、高頻控制技術(shù)、升壓充電技術(shù)等應(yīng)用之下，整個(gè)控制系統(tǒng)不斷迭代升級(jí)，電驅(qū)系統(tǒng)的性能潛力不斷被激發(fā)出來(lái)。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)性是大家不能逃避的話(huà)題，也是車(chē)企永恒的追求。一汽的國(guó)產(chǎn)化的路線分三步走。第一步，把周邊信號(hào)鏈的芯片國(guó)產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)超過(guò)50%的單體件國(guó)產(chǎn)化率。第二步，關(guān)鍵芯片的國(guó)產(chǎn)化。包括SBC、解碼芯片。第三步，主控芯片國(guó)產(chǎn)化。主要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)包括FPGA類(lèi)芯片的國(guó)產(chǎn)化工作。

目前動(dòng)力電機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)基本趨同，在大家所用技術(shù)都差不多的情況下，李帥表示核心競(jìng)爭(zhēng)力更多體現(xiàn)在與整車(chē)需求的契合程度，包括細(xì)節(jié)技術(shù)的把握。目前電驅(qū)動(dòng)行業(yè)內(nèi)卷嚴(yán)重，成本優(yōu)勢(shì)越來(lái)越凸顯。器件國(guó)產(chǎn)化是大勢(shì)所趨。未來(lái)整車(chē)大數(shù)據(jù)應(yīng)用、智能、云技術(shù)等都會(huì)帶來(lái)革命性的優(yōu)勢(shì)。強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，堅(jiān)持系統(tǒng)統(tǒng)籌，動(dòng)力域融合，將是電驅(qū)下一場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

以下是演講實(shí)錄。

各位來(lái)賓各位朋友大家上午好，我是來(lái)自中國(guó)一汽的李帥，這是我第一次過(guò)來(lái)演講，非常榮幸能參加NE時(shí)代的這次交流會(huì)。主辦方給我定的議題是“下一代動(dòng)力域控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)及挑戰(zhàn)，我本人主要圍繞電驅(qū)控制系統(tǒng)這塊和大家做一個(gè)分享和匯報(bào)。

我的分享主要分成四部分，第一部分，產(chǎn)品需求及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。第二部分，控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)及挑戰(zhàn)。第三部分，控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程實(shí)踐。第四部分，總結(jié)與展望。

行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0把高功率密度和綜合效率、低成本單獨(dú)拿出來(lái)，可以看到行業(yè)對(duì)整個(gè)電驅(qū)系統(tǒng)的要求不僅只是關(guān)注功率密度，還有工況效率以及技術(shù)性?xún)r(jià)比，還有后續(xù)的可靠耐久和安全等級(jí)、NVH等綜合考量。

產(chǎn)品需求這塊，紅旗主要是做高端車(chē)，高端車(chē)對(duì)電驅(qū)的核心訴求是高性能、好舒適、高品質(zhì)，我們根據(jù)整車(chē)設(shè)計(jì)優(yōu)先級(jí)的不同，不同車(chē)型指標(biāo)上會(huì)有一些差異性。針對(duì)高性能電驅(qū)的核心訴求，開(kāi)發(fā)方向還是圍繞幾個(gè)部分，高動(dòng)力、高集成、低噪音、高效率、安全可靠。

我們列了幾家行業(yè)里的典型高性能電驅(qū)產(chǎn)品，幾乎大家都已經(jīng)完成了200千瓦以上的高性能電驅(qū)布局，競(jìng)爭(zhēng)比較激烈。電驅(qū)控制系統(tǒng)這塊隨著高效能電驅(qū)共同發(fā)展，隨著控制技術(shù)的不斷升級(jí)，整個(gè)電驅(qū)控制系統(tǒng)也是圍繞性能這塊，效率方面包括高效率控制，還有安全可靠以及NVH和智能化這塊的發(fā)展。

控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

第一，伴隨著高性能，需要更高的處理速度。隨著整個(gè)電驅(qū)系統(tǒng)速度的提高，對(duì)芯片的算力以及實(shí)時(shí)性控制的要求更高。隨著整個(gè)控制系統(tǒng)的不斷迭代升級(jí)，電驅(qū)系統(tǒng)的性能潛力也是不斷被激發(fā)出來(lái)。

第二，高性能高安全。這塊主要是通過(guò)一些定向的效率最優(yōu)的設(shè)計(jì)以及全域智能變頻控制來(lái)提升整個(gè)控制系統(tǒng)的效率。功能安全這塊主要是圍繞更高的功能安全等級(jí)，目前很多電驅(qū)產(chǎn)品都通過(guò)了最高的ASIL—D功能安全認(rèn)證。駕乘體驗(yàn)性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面，各大廠商的控制系統(tǒng)百花齊放，競(jìng)爭(zhēng)激烈。整車(chē)體驗(yàn)性魅點(diǎn)技術(shù)方面需求日趨強(qiáng)烈，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性是大家不能逃避的話(huà)題，也是車(chē)企永恒的追求。

控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程實(shí)踐

第一，高效率這塊。全域智能分區(qū)變頻技術(shù)，我們更多是根據(jù)用戶(hù)的工況智能識(shí)別，包括低速爬坡，包括市區(qū)行駛、高速巡航以及極限駕駛，不同工況采取不同的工作頻率。整個(gè)城市工況電驅(qū)效率提升1—3%，市區(qū)工況綜合續(xù)航提升10—15公里。

第二，DPWM控制技術(shù)。它主要是更加傳統(tǒng)的矢量控制，開(kāi)關(guān)次數(shù)明顯減少，開(kāi)關(guān)損耗也隨之降低，會(huì)提高整個(gè)逆變器的效率。當(dāng)然同時(shí)伴隨著電機(jī)效率下降，這塊需要做最優(yōu)的控制。我們采取DPWM二合一系統(tǒng)效率能提升1%左右。

第三，精準(zhǔn)油冷潤(rùn)滑控制?，F(xiàn)在高性能電驅(qū)大多采取油冷控制，油冷控制這塊我們開(kāi)發(fā)的是精準(zhǔn)的油冷控制技術(shù)，兼顧整車(chē)的能耗，包括整車(chē)的NVH性能，還有油泵壽命、潤(rùn)滑。我們開(kāi)發(fā)了定時(shí)潤(rùn)滑控制策略，解決遠(yuǎn)端軸承潤(rùn)滑需求。基于不同的工況定向調(diào)節(jié)控制策略，保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)冷卻與潤(rùn)滑的全方位的要求，實(shí)現(xiàn)高效散熱、及時(shí)冷卻與熱點(diǎn)消除。

還有高頻控制技術(shù)，這塊我們做的工作也比較多，隨著高性能的需求，一般大家都采用雙采樣技術(shù)。我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上更多是節(jié)流方面花了很多功夫，把負(fù)載率降下來(lái)。我們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)級(jí)、關(guān)鍵函數(shù)級(jí)方面都做了特別細(xì)節(jié)的優(yōu)化，對(duì)整個(gè)軟件平臺(tái)從邏輯時(shí)序、函數(shù)變量、算法、編程語(yǔ)言、資源優(yōu)化都花了很多時(shí)間在進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。最終實(shí)現(xiàn)了38%的負(fù)載率的降低。

在高性能和高處理速度這塊，大家都熟知的超級(jí)過(guò)調(diào)制技術(shù)，主要結(jié)合同步調(diào)制技術(shù)來(lái)實(shí)施。主要是為了提升過(guò)調(diào)制控制的穩(wěn)定性。搭載我們整個(gè)過(guò)調(diào)制技術(shù)，電驅(qū)系統(tǒng)極限功率可以提升10%左右。

高安全性這塊，要更多關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈的安全，這是我們整個(gè)國(guó)產(chǎn)化的路線，分三步走。第一步，把周邊信號(hào)鏈的芯片國(guó)產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)超過(guò)50%的單體件國(guó)產(chǎn)化率。第二步，關(guān)鍵芯片的國(guó)產(chǎn)化。包括SBC、解碼芯片。第三步，主控芯片國(guó)產(chǎn)化。主要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)包括FPGA類(lèi)芯片的國(guó)產(chǎn)化工作。下面是我們的一些合作伙伴。最終通過(guò)深度評(píng)估聯(lián)合芯片供應(yīng)商推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化分步走的實(shí)施落地，這塊我們開(kāi)始實(shí)施國(guó)產(chǎn)化路線也不是因?yàn)槲覀內(nèi)毙?，我們更多的是要帶?dòng)整個(gè)行業(yè)的國(guó)產(chǎn)化發(fā)展。還有功能安全，目前我們搭建了ASIL—D安全等級(jí)的平臺(tái)，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了流程和技術(shù)的雙落地。

在駕乘體驗(yàn)這塊，把升壓充電技術(shù)放在里面，將電機(jī)三相中性點(diǎn)引出來(lái)連接到充電樁，充電樁輸出的400V等級(jí)電壓提升到800V，這塊有兩種控制方式，同向控制和交錯(cuò)控制，同相控制簡(jiǎn)單一些，比較容易實(shí)現(xiàn)，但是紋波大。交錯(cuò)控制這塊采取相互抵消的方式紋波小，但是控制算法比較復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)性能要求也比較高。最終我們最大功率可以達(dá)到每小時(shí)120千瓦。

還有發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)抑制技術(shù)，針對(duì)混動(dòng)尤其啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)這塊，我們深入研究雙電機(jī)構(gòu)型特點(diǎn)，針對(duì)抖動(dòng)這塊問(wèn)題采取了三種措施。第一個(gè)就是起機(jī)前半段超大的啟動(dòng)扭矩，保證整個(gè)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的快速響應(yīng)。后半段采取扭矩主動(dòng)補(bǔ)償，抑制它的抖動(dòng)。還有一個(gè)就是停機(jī)以后采取精準(zhǔn)的位置控制，保證發(fā)動(dòng)機(jī)起機(jī)的平順性。最終發(fā)動(dòng)機(jī)起機(jī)整個(gè)過(guò)程震動(dòng)的PP值控制到4個(gè)G以?xún)?nèi)。還有電池脈沖加熱技術(shù)，利用高頻加熱脈沖給電池充放電，利用這個(gè)特性提升電池的溫度。極限速度可以達(dá)到每分鐘3度。

在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性這塊，一個(gè)是IGBT結(jié)溫估算，一部分是損耗計(jì)算，還有一部分是結(jié)溫計(jì)算。損耗主要依托不同故障模式下開(kāi)關(guān)及導(dǎo)通損耗的計(jì)算，結(jié)溫主要用熱網(wǎng)絡(luò)模型。全工況測(cè)試結(jié)溫估算偏差正負(fù)6度范圍之內(nèi)。

還有一個(gè)是位置軟解碼，我們這塊更多的是怎么能滿(mǎn)足匹配不同類(lèi)型的旋變，包括怎么提高位置解碼的精度，還有采用一些位置補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)。這里面用到了很多資源。我們?cè)谧鲩_(kāi)發(fā)的過(guò)程當(dāng)中后續(xù)也做了ASPICE L2平臺(tái)認(rèn)證，我們一直在從事自主開(kāi)發(fā)，經(jīng)歷了半年時(shí)間一次性通過(guò)ASPICE L2評(píng)估認(rèn)證，全面提升了開(kāi)發(fā)過(guò)程的質(zhì)量。預(yù)計(jì)今年完成ASPICE L3評(píng)估認(rèn)證。

總結(jié)與展望

目前動(dòng)力電機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)基本趨同，大家所用的技術(shù)都差不多，核心競(jìng)爭(zhēng)力更多體現(xiàn)在與整車(chē)需求的契合程度，包括細(xì)節(jié)技術(shù)的把握。目前電驅(qū)動(dòng)行業(yè)內(nèi)卷嚴(yán)重，成本優(yōu)勢(shì)越來(lái)越凸顯。還有器件國(guó)產(chǎn)化，包括工具鏈的國(guó)產(chǎn)化是大勢(shì)所趨。未來(lái)整車(chē)大數(shù)據(jù)應(yīng)用、智能、云技術(shù)等都會(huì)帶來(lái)革命性的優(yōu)勢(shì)。強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，堅(jiān)持系統(tǒng)統(tǒng)籌，動(dòng)力域融合，將是電驅(qū)下一場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

這是我昨天又加的一頁(yè)，我來(lái)到一汽十多年了，一直堅(jiān)持自主開(kāi)放的路線。自主我理解更多體現(xiàn)的是一種態(tài)度，行業(yè)的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。開(kāi)放體現(xiàn)的是一種格局，共和國(guó)長(zhǎng)子的胸懷。我想聯(lián)合行業(yè)合作伙伴攻堅(jiān)克難，我們合作共贏。也歡迎行業(yè)同仁加入我們團(tuán)隊(duì)，一起砥礪前行。謝謝。

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