電動(dòng)汽車電機(jī)產(chǎn)業(yè)化的難點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)及面臨挑戰(zhàn)

　　專訪國(guó)家863計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車重大專項(xiàng)總體組電機(jī)責(zé)任專家、上海電驅(qū)動(dòng)有限公司總經(jīng)理貢俊

　　在各類新能源汽車中，貢俊認(rèn)為最有可能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的是混合動(dòng)力的客車和純電動(dòng)的轎車。對(duì)于新能源汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)，貢俊也介紹了其發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)、面臨的挑戰(zhàn)包括中外發(fā)展差距，以及電機(jī)產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)。

一、我國(guó)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

　　新能源汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)主要分為永磁電機(jī)、交流異步電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)這樣三種，目前以永磁電機(jī)為主要產(chǎn)品。

　　我國(guó)在車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)發(fā)面已取得了一定的進(jìn)展。首先，現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念與方案得到了有效的驗(yàn)證，即用現(xiàn)代車用電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，解決了多目標(biāo)高性能車用電機(jī)的極限設(shè)計(jì)與多領(lǐng)域精確分析以及結(jié)合應(yīng)用控制策略系統(tǒng)集成仿真的深層次技術(shù)難題。車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)滿足了節(jié)能與新能源汽車對(duì)高效率、高密度的應(yīng)用需求，經(jīng)過(guò)電機(jī)測(cè)試基地的統(tǒng)一測(cè)試，大多數(shù)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了整車提出的要求。

　　其次，我國(guó)運(yùn)用新原理，進(jìn)行了新技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。國(guó)內(nèi)部分企業(yè)、研究單位和高校對(duì)一些新原理的電機(jī)系統(tǒng)，如基于雙機(jī)械端口電機(jī)的電力無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)（EVT）、混合勵(lì)磁電機(jī)系統(tǒng)等，進(jìn)行了積極研究探索，有些已做出了樣機(jī)，有的進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)和裝車。

　　同時(shí)，我們?cè)诓糠株P(guān)鍵共性技術(shù)研究取得了突破。車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品鏈部分共性基礎(chǔ)技術(shù)，如滿足各種整車封裝需求的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器、絕緣材料、永磁材料取得了突破，并在上車的電機(jī)產(chǎn)品中得到了良好的應(yīng)用。

　　再次，我國(guó)將關(guān)鍵制造工藝成果成功應(yīng)用到了工程實(shí)踐。對(duì)車用電機(jī)制造工藝進(jìn)行了有益的研究探索，如拼塊式鐵心、高密度的繞線技術(shù)和整體充磁工藝等已開(kāi)始用于產(chǎn)品實(shí)踐。

　　最后，我國(guó)規(guī)范了產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家863節(jié)能與新能源汽車重大專項(xiàng)辦公室對(duì)整車的需求和應(yīng)用、電機(jī)系統(tǒng)單位的研制和生產(chǎn)進(jìn)行了調(diào)研；整車和零部件企業(yè)對(duì)技術(shù)進(jìn)行了對(duì)接和研討，重點(diǎn)討論電氣接口、機(jī)械接口統(tǒng)一性，并針對(duì)可靠性評(píng)價(jià)測(cè)試方法進(jìn)一步征求了整車企業(yè)意見(jiàn)；同時(shí)，我國(guó)組織汽車技術(shù)研究中心和電機(jī)測(cè)試基地，結(jié)合目前的整車發(fā)展需求，提出并上報(bào)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修改建議書，為制定和修改標(biāo)準(zhǔn)做好了充分準(zhǔn)備。

二、發(fā)展趨勢(shì)

　　我國(guó)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)有三個(gè)技術(shù)發(fā)展方向：永磁化、數(shù)字化和集成化。

　　永磁化是指永磁電機(jī)具有功率密度和轉(zhuǎn)矩密度高、效率高、便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。采用矢量控制的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，可使永磁電動(dòng)機(jī)具有寬廣的調(diào)速范圍。
 
　　數(shù)字化不僅包括驅(qū)動(dòng)控制的數(shù)字化，驅(qū)動(dòng)到數(shù)控系統(tǒng)接口的數(shù)字化，而且還應(yīng)該包括測(cè)量單元數(shù)字化。用軟件最大程度上地代替硬件，除完成要求的控制功能外，還可以具有保護(hù)、故障監(jiān)控、自診斷等其他功能。

      電機(jī)汽車應(yīng)用一個(gè)很大的特征是電機(jī)系統(tǒng)的集成化。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面的集成化：

　　1）電機(jī)方面——電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)總成、電機(jī)與變速箱的總成。電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)向著集成化的方向發(fā)展有利于減小整個(gè)系統(tǒng)的重量和體積，并可以有效的降低系統(tǒng)的制造成本。

　　2）控制器方面——電力電子總成（功率器件、驅(qū)動(dòng)、控制、傳感器、電源等）。這種集成方法可以較好地解決不同工藝的電路之間的組合和高電壓隔離等問(wèn)題，具有較高的集成度，也可以比較有效地減小體積和重量，國(guó)外的大陸公司、博世等公司已有小批量生產(chǎn)能力。國(guó)內(nèi)廠商剛起步，還存在分布參數(shù)、電磁兼容、傳熱等具有較高難度的技術(shù)問(wèn)題，并且尚不能有效地降低成本，達(dá)到較高的可靠性。

　　在技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，電機(jī)系統(tǒng)也在向產(chǎn)業(yè)化多品種、小批量規(guī)模化生產(chǎn)模式靠攏，在目前這階段需要特別解決多品種、小批量柔性生產(chǎn)的工藝和工程化問(wèn)題。

　　目前歐美和部分日本整車企業(yè)加快了在我國(guó)尋找和培育電機(jī)供應(yīng)商的步伐。他們一般采取自己開(kāi)發(fā)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，電機(jī)制造外包給供應(yīng)商伙伴（多半在中國(guó)）的策略。

三、面臨的挑戰(zhàn)

　　中國(guó)在電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件方面的電機(jī)技術(shù)進(jìn)步很大，但是在產(chǎn)品集成度、可靠性和系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)方面，卻與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距，主要體現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面：中國(guó)考核可靠性與使用壽命的發(fā)放不明確，考核工作做得不夠到位；電機(jī)、控制器、DC/DC的體積、質(zhì)量總體偏大；對(duì)環(huán)境適應(yīng)性研究的考核也存在不足；模塊化設(shè)計(jì)不夠完善，插接件標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有有效統(tǒng)一，工程化程度有待提高；關(guān)鍵電力電子元器件也只能仰賴進(jìn)口而沒(méi)有自產(chǎn)的能力。

　　除了彌補(bǔ)以上差距，我們還要進(jìn)行新產(chǎn)品技術(shù)和關(guān)鍵共性技術(shù)方面的研究，主要是這樣一些技術(shù)產(chǎn)品：新型電機(jī)一體化動(dòng)力總成，低嗓音高效一體化發(fā)電機(jī)組，耐惡劣環(huán)境稀土永磁材料，低成本高性能絕緣材料，高集成度、低成本軸角位置模數(shù)轉(zhuǎn)換器等等。

四、（相比電池）電動(dòng)汽車的電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)

　　電機(jī)是與整車聯(lián)系很密切的的東西，基本都需要和整車進(jìn)行同步開(kāi)發(fā)，很難大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，只能根據(jù)各個(gè)車型來(lái)具體規(guī)劃和生產(chǎn)。電機(jī)很難像電池那樣做成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，第一步希望能做到接口方面標(biāo)準(zhǔn)化。