5月3日下午,由GNEV官方機構(gòu)主辦、第一電動網(wǎng)承辦的“中國汽車新硅谷 2018長三角未來汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新論壇”在上海奧迪國際賽車場空中餐廳舉行,上海力信電氣CTO羅建就“新能源車用電機發(fā)展趨勢”發(fā)表主題演講稱,2019年起,雙積分政策的實施將會進一步推動新能源和節(jié)能車的發(fā)展。而不論是新能源還是節(jié)能車,至少需搭載一套或以上的電驅(qū)系統(tǒng)。
上海力信電氣CTO羅建
在羅建看來,即使在整個汽車銷量增長不再持續(xù)的情況下,供應(yīng)商也將會繼續(xù)存在,零部件企業(yè)會越來越提供標準化的產(chǎn)品。就動力系統(tǒng)而言,電驅(qū)動將會占據(jù)越來越多的市場份額,可以預(yù)見的未來內(nèi)燃機將會繼續(xù)存在,一味地提高電池比能量也好,裝載量也好,都會帶來整車動力的問題,混合動力系統(tǒng)特別是低成本、高效能的系統(tǒng)會有特別大的市場空間。
另外羅建從供應(yīng)商企業(yè)角度分享了整車廠從新能源汽車的性能要求出發(fā),對驅(qū)動系統(tǒng)的要求:一、低成本。目前電動汽車與內(nèi)燃機汽車相比價格較高,其中電機及其驅(qū)動系統(tǒng)的成本占相當(dāng)比例;二、高效率化。 為提高一次充電的行駛里程,必須盡可能提高電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)的效率,一方面涉及到功率變換器的運行效率,另一方面涉及到大運行速度范圍和實時變化負載下的電機效率優(yōu)化策略與實時控制;三、小型輕量化。 車輛內(nèi)部空間布置和車輛重量要求電機驅(qū)動控制系統(tǒng)要求小型化輕量化。為此,需要考慮減少器件數(shù)量和減低開關(guān)損耗、電容體積、采用高密度封裝、水冷等技術(shù);四、安全性。 電動汽車一般采用300V以上的高壓供電,必須保證電氣系統(tǒng)安全性,防止漏電和電擊事故。
以下為羅建演講實錄:
大家好。首先簡單介紹下上海力信電氣,我們成立較早設(shè)立于2005年,銷量目前國內(nèi)領(lǐng)先,這對我們產(chǎn)品大規(guī)模的生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量管控帶來了相當(dāng)多的經(jīng)驗,目前中國新能源汽車發(fā)展迅猛,新能源電氣生產(chǎn)管控的經(jīng)驗是非常重要的。2017年我們做出了一些成績,工信部發(fā)布的12期推薦目錄中,上海力信電氣配套的車型接近30款。生產(chǎn)方面,我們按照ISO26262的開發(fā)流程,進行Autosar開發(fā)。
電機是傳統(tǒng)行業(yè),不管如何先進、如何智能網(wǎng)聯(lián),電機還是要繞線的,在復(fù)雜的過程當(dāng)中怎么管控生產(chǎn)質(zhì)量,是電機生產(chǎn)企業(yè)和我們汽車零部件都能理解的過程。
2019年起雙積分政策實施將會進一步推動新能源和節(jié)能車的發(fā)展。去年汽車銷量是2800多萬輛,根據(jù)預(yù)期去年應(yīng)該更多一些,但不幸的是去年沒有增長太多,這個帶來的問題可能是汽車業(yè)面臨徹底變化可能會提前到來。美國有一個著名的汽車業(yè)老專家,在底特律開會的時候分享了他的看法,我也分享一下我的看法。汽車工業(yè)正在迎來翻天覆地的變化,這個變化非常之大,超出我們的想象,而且這個預(yù)期比我們預(yù)期到來的時間要提前了。
第一,考慮2010年石油進口的安全問題,我們提倡走電動車路線,中國在對全世界的新能源汽車的方面是毫無疑問的主力。第二是智能汽車帶來用戶體驗的革新。汽車不僅僅是運輸工具,而可能成為你的一個伙伴,這革新了用戶體驗,也對造車廠提出了相當(dāng)多的要求。
事實上不管是智能汽車談?wù)摰挠脩趔w驗,還是車內(nèi)產(chǎn)品、車外產(chǎn)品等等,事實上都有一個問題,就是你體現(xiàn)的是手機功能,你帶來的智能化體現(xiàn),手機都能體現(xiàn)。另一方面講,可能手機廠的智能廠家最希望是汽車提供一個屏幕,手機投上去就可以了,但汽車廠不愿意,因為他們想做一個智能的車。但智能手機的發(fā)展要快一些,沒有汽車后面巨大的環(huán)境問題,智能手機的發(fā)展和人工智能的發(fā)展都比汽車要先進。
第三,共享汽車、無人駕駛帶來的用車方式的變革,這個變革怎么估計都不會錯。五年前,美國Uber做過一個調(diào)研,在曼哈頓的調(diào)研是有6000輛Uber車就夠?,F(xiàn)在共享汽車參照共享單車,已經(jīng)看到了將來的可能性:在共享單車時代,我們不再關(guān)注單車是什么樣的,關(guān)注的在于你如何用它。將來傳統(tǒng)車企、銷售企業(yè)、4S店都將面臨巨變,這個劇變一定帶來的變化就是,整個車的銷量在全世界范圍內(nèi)將不再樂觀,可以樂觀的是新能源車和節(jié)能車的發(fā)展,這是可持續(xù)的。我們是搞零部件的,這里有一個但是,但是就是說供應(yīng)商會繼續(xù)存在,零部件企業(yè)會越來越提供標準化的產(chǎn)品,就動力系統(tǒng)而言,電驅(qū)動將會占據(jù)越來越多的市場份額,可以預(yù)見的未來就是內(nèi)燃機將會繼續(xù)存在,我們一味地提高電池比能量也好,裝載量也好,都會帶來整車動力的問題,混合動力系統(tǒng)特別是低成本、高效能的系統(tǒng)會有特別大的市場空間。
純電動汽車能耗方面,中國追求的是百公里達到10度電左右,特斯拉產(chǎn)品百公里能耗達到了20度電。另一個問題是即便能夠解決電池能量的問題,解決充電樁的問題,你車里裝了一大堆電池,充電的問題怎么解決?這是充電能量的問題。裝60度電,跑600公里,意味著大部分的出行需求可以滿足,但是60度電需要1小時充滿需要600千瓦的充電器,這個充電器就需要600多萬,一個充電樁裝10個的話,那就是6000多萬,所以純電動汽車的問題就在于電池的重量成本問題。即便解決了這個問題,大規(guī)模的充電,尤其是充電發(fā)生在白天,電力系統(tǒng)兼容和成本都是必須要解決的問題。
另外就是增程器還有一個能源系統(tǒng)的可行選項,可以是發(fā)動機帶一個燃料電池,提供能源,也可以是其他的能源,只要成本上核算,使用方式上習(xí)慣,因此增程器的發(fā)展可以解決用戶的里程焦慮問題,這個比電池用電經(jīng)濟的多。而且根據(jù)車型和匹配需求,增程器功率可以在1.5-30KW之間,電機效率可以達到了70%以上。
另外一個途徑是,因為混合動力系統(tǒng)的根本問題是車速和負載無規(guī)律變化與發(fā)動機高效轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩區(qū)的矛盾,但電機系統(tǒng)不論是高效點還是高效區(qū)都遠遠優(yōu)于發(fā)動機。
前面講的是背景,我們作為電機供應(yīng)商,對于主機廠的需求有深刻的理解,在我們的產(chǎn)品研發(fā)方面會有前瞻性的研究。設(shè)計階段,主機廠開始整車設(shè)計的時候,作為供應(yīng)商就要介入,設(shè)計電機的時候和設(shè)計整車一起設(shè)計,設(shè)計階段一開始對產(chǎn)品性能的質(zhì)量和產(chǎn)品的生命周期一起進行設(shè)計,當(dāng)主機真正量產(chǎn)的時候,很快跟上產(chǎn)品節(jié)奏的發(fā)展。德國人的做法是把產(chǎn)品設(shè)計了,把產(chǎn)品的生產(chǎn)自動線設(shè)計了,然后再把物流設(shè)計了,這個是我們作為供應(yīng)商的前瞻性觀點。
對于電機系統(tǒng)的技術(shù)挑戰(zhàn),短期之內(nèi)可以看到48V的大量應(yīng)用,電動汽車動力系統(tǒng)的集成也是一個方向,高性能動力電機,特別是功率、轉(zhuǎn)矩密度高等是重要的要求,混合動力機電耦合技術(shù),一個是把電機和發(fā)動機做在一起,一種做法是電機和變動機做在一起,這是兩個方向,對于動力電機的方法也是我們研究的方向。
在市場競爭條件下,我們比較有信心的講,中國的新能源汽車車用電機和國際水平相當(dāng),可以說是在整個汽車行業(yè)唯一不落后的方向,但是關(guān)鍵零部件IGBT、DSP芯片等尚依賴進口,但并不是解決不了,對于電機產(chǎn)品要給他們一段容錯的時間,產(chǎn)品上量之后保證一致性的時間。電機的輕量化也有一定的提升空間,主要表現(xiàn)在有效重量和總重比值有降低。要在競爭中立于不敗之地,需要將電機系統(tǒng)做好,表現(xiàn)在三個方面:一是根據(jù)整車的要求選擇電機,設(shè)計效率平面、改進工藝,以提高能效,第二是電機的控制,現(xiàn)在大家用的都是空間矢量的控制,在這個控制上有不同的控制策略保證能效和可靠性。第三,唯一一個跟國外區(qū)別點的是我們國內(nèi)電機和國外電機相比,NVH標準略微差一點。
異步電機和同步電機嚴格來講不是說誰好,誰不好,關(guān)鍵要看應(yīng)用的場合,在大部分的區(qū)域內(nèi)同步電機比較高,這意味著高速下你需要弱磁,這樣就帶來一個附加損耗。異步電機是電流建設(shè)的,電機要工作就要建立磁場但是我不需要那么大電流的時候,可以用小一點的磁場,這就遇到一個平衡點,在某一個轉(zhuǎn)述點上,用來弱磁的會大于異步電機帶來的工藝損耗,異步電機是可以調(diào)整的,在這之后異步的就比較好了。
有些主機廠在布局的時候,一個軸是異步的,一個軸是同步的,這個在主機的能量設(shè)計上是需要考慮的。我們用的最多的是永磁磁阻電機,這它的好處是能夠提高一些調(diào)速,我們看這個圖,寶馬的高效區(qū)顯然比國內(nèi)大部分的車要寬泛,德國人做設(shè)計的時候,并沒有一味的追求功率運動,對于主機廠來講,電機重幾公斤,影響并不是太大,電機廠更看重的是主機密度,而不是每公斤的功率速要高。
廣域高效電機也經(jīng)歷了幾個階段,第一是電機效率要高,做到93、94%,現(xiàn)在我們已經(jīng)做到97%。第二個階段是我不需要你高效,需要比較規(guī)范,我們談的是效率達到85%的區(qū)域就要達到雙八五,第三個階段就進展到了NEDC的工況化,我們更關(guān)心的是按照這個NEDC來算工況是多少,這個就需要計算設(shè)計平面,左邊和右邊的圖,左邊是前一階段的電機,這個電機的高效區(qū)和最高效率和第二個電機差不多,但是在6000轉(zhuǎn)左右的地方,可能數(shù)值和第二個有所不同,這兩個電機就是NEDC的工況下大部分的點是落在黑圈這個地方,這個就要按照整車廠的要求來做設(shè)計。
作為供應(yīng)商,我們會開發(fā)各種平臺的電機系統(tǒng),比如說10千瓦、20千瓦的,我們根據(jù)電機的直徑定義一個平臺,在一個平臺上電機的長短可以變化,滿足不同技術(shù)的要求。
另外就是集成化電驅(qū)平臺,和一個小型的控制器,還有就是新型的制造技術(shù),比如圖示是扁線,這個對于電機的制造工藝提出了很多要求,目前國內(nèi)自動化設(shè)備還沒有。
車用電機控制器現(xiàn)在主要的問題是要滿足功能架構(gòu),要滿足26262,我們也是按照這個去做的。
工況就是最大轉(zhuǎn)速效率是不同的,力信在過去幾年做了很多工作,對于一些乘用車主要是商用車和物流車做了配套,目前也能夠從電機和電機控制器等等都能夠提供更多的產(chǎn)品,希望跟各位合作,把新能源汽車做大做強。謝謝大家。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:宋愛菊
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