活动丨新能源汽车产业化依赖电机、电控技术创新

  年3月17日，由中国电动汽车百人会指导，浙江省金华市政府、中国汽车流通协会主办的中国新能源汽车小镇暨新能源汽车高峰论坛在金华举办。本届论坛采用“1+5”的形式，由1个高层论坛和5个主题分论坛组成，围绕新能源汽车产业的关键技术创新及产业化展开了研讨。

  “新能源汽车电机及电控技术创新与产业化”研讨会是5个主题分论坛之一。在研讨会上，与会嘉宾就新能源汽车电机、电控技术的创新及产业化展开了深入研讨。中国电动汽车百人会副秘书长刘小诗主持了此次分论坛，金华市副市长祝伦根为分论坛做了致辞，中国科学院电工研究所研究部主任温旭辉、北京汽车新能源股份有限公司总工程师陈平、西湖电子集团有限公司董事长章国经、尼得科驱动系统亚洲业务拓展副总裁王志刚、上海英磁新能源科技有限公司总经理裴瑞琳、北京国电赛思科技有限公司总经理任韶清、英飞凌科技有限公司总监杜曦等做了引导发言，并和与会嘉宾交流和探讨。

  新能源汽车的“三电”系统，包括动力电池、电机、电控，是新能源汽车有别于传统燃油车的新技术。因此，“三电”系统一直是电动汽车产业高质量发展的关键技术领域，受到行业内的普遍关注。随着新能源汽车的快速发展和逐渐规模化应用，对整车的动态性能、续驶里程、低成本提出了慢慢的升高的要求，对于新能源汽车的电机、电控的要求也慢慢变得严格，需要全局设计，提高电机、电控产品的质量，优化电机驱动性能、提高效率、达到更高的集成度。

  新能源汽车大规模应用对整车的动态性能、续驶里程和低成本提出了慢慢的升高的要求，而电机的设计也要匹配新能源汽车的需求。温旭辉表示，可以把新能源汽车的需求分解为动态性能需求、集成度需求和高效需求。

  动态性能的需求表现在转速范围宽、转矩过载比大、最大电流限制等方面，它影响了新能源汽车的加速度、最高速度等主要性能指标。

  集成度的需求表现在高持续功率密度和高峰值功率密度上，因为在实际使用中，受到空间的限制，整车厂对于电机尺寸和重量的要求十分严格，但同时对电机的效率也有很高的要求，因此，功率密度是电机设计中非常非常重要的指标。

  高效需求表现在低耗能和更大范围内的高效率，以及频繁工作区内的高效率。也就是说，要对电机的高效工作区域进行系统规划和设计，尽量让高效区域覆盖新能源汽车经常运行的空间，以提升新能源汽车的能量利用率。

  温旭辉表示，针对新能源汽车的动态性能需求、集成度需求和高效需求，可以综合性能、效率和功率密度三个设计原则，形成永磁电机的综合设计方法。

  陈平指出，新能源汽车未来的需求包括更廉价、更远、更智能、更快、更轻、更便捷等方面。针对这些需求，新能源汽车产业未来的发展点将围绕“一个平台+三电+三化+一个网络”展开。

  “平台”即电动化底盘，随着新能源汽车销量的扩大，电动化底盘的自主开发慢慢的变成了必然趋势。陈平表示，电动化底盘的开发要注重集成化、轻量化和通用化。集成化体现在电池总成、分布式驱动、电驱动系统集成等方面；轻量化最重要的包含轻量化材料和工艺的应用，以及零部件的轻量化；通用化则表现在电动化底盘产品要能在不同车型和不同企业间通用。

  “三电”包括动力电池、电机、电控，是新能源汽车有别于传统燃油车的新技术。陈平认为，动力电池技术要从新材料开发、安全性开发、温度适应性、规格标准化、梯次利用和回收、电池管理等方面入手，研发出高安全、高比能量、长寿命、低成本、具备良好充电和环境适应性的动力电池。在电机方面，陈平认为，加大新技术及新材料的研发力度、加快电机的标准化和平台化建设、加强电机集成化水平、研发应用分布式驱动等方式，可提升电机效率、功率密度及更高的控制自由度。对于电控技术，陈平表示，深化集成、软件架构、功能安全、信息安全、网联化、智能化是未来电控技术发展的关键。

  陈平介绍，“三化”指的是智能化、网联化、轻量化，“一个网络”指的是充电服务网络，都是新能源汽车发展不可忽视的技术发展趋势。

  章国经表示，希望电机、电控研发技术能够越来越好的融入汽车智能化这一有机的创新系统，适应移动互联网、车联网和大数据加快速度进行发展的需求，进一步扩展电机、电控单元功能，快速推进接口协议开放和标准化。另一方面，主动拥抱“互联网+”，电控、电机的技术必将使新能源汽车如虎添翼。在国际竞争日益激烈的形势下，无论是新能源汽车产业链的上下游企业，还是互联网公司，都应该秉承开放、包容的态度，加强合作，深层次地融合，协同创新，共同做强、做大我国的新能源汽车产业。

  我国新能源汽车已得到慢慢的变多消费者的认可和青睐，这对于产业来说是一件好事，但随着而来的则是消费的人对于新能源汽车产品更高的品质要求和更舒适的驾驶体验。王志刚对此表示，除了加大对新能源汽车核心零部件的研发力度外，也要充分了解新能源汽车的应用环境和实际使用需求，这也是选择电机驱动和电控系统的前提。

  王志刚表示，当前市场上有直流、交流、永磁等不一样的种类的电机，但无论哪种电机设计，最终都是为满足终端用户的需求。目前来看，消费者对于新能源汽车的需求特点大多分布在在续驶里程、动力性能、安全性、经济性、舒适性等方面。对于电机来说，对应的就是转矩转速的特性、可靠性及容错性、系统及全生命周期成本，体积重量、NVH（噪声、振动与声振粗糙度）等。能做到电机与新能源汽车的实际使用情况相匹配，自然就能带来更符合消费者需求和心意的产品。

  裴瑞琳表示，当前驱动电机技术虽然较动力电池技术相对完善，但仍存在技术壁垒，表现在装配、起步、低速运行、高速运行四个环节。在装配环节，电机的尺寸慢慢的变成了整车厂最严格的指标之一；在起步环节，电机要具备高转矩性能，要达到80-120牛米。在运行环节，驱动电机要具备高频性，要达到400-800赫兹，甚至更高；在高速运行环节，对于电机的强度也有了更高的要求，要能达到450-560兆帕。

  鉴于新能源汽车慢慢的升高的要求，电机技术要一直突破创新，而技术突破大多数表现在散热功能和材料创新上。裴瑞琳表示，在散热方面，目前所有的新能源汽车都通过水冷和油冷两种方式。裴瑞琳还介绍，上海英磁新能源的团队目前正在研发铜管双重耦合式的散热方式，能够更快降低电机温度。

  在新材料方面，可以说材料技术前进一小步，能使电机水平前进一大步。裴瑞琳介绍，例如以碳化硅为代表的下一代电子技术材料，具有更高的电机功率密度，同时电压更高、效率也更高，从而使整车的布置更高效和便捷。

  近几年，慢慢的出现车载充电-逆变双向功能，可以在一定程度上完成车和车之间的互联、作为应急电源使用、给车上其他电子设备供电等功能，还能实现电网的移峰填谷功能。任韶清介绍，双向变换技术是两个方向元器件完全复用，相比整流技术和逆变技术，具有体积小、成本低的特点。

  任韶清介绍，目前市场中有些双向充电机存在不足：一是电网与电池是非隔离的，对整车系统的安全性设计带来挑战；二是逆变只能离网使用，并网应用受限。

  任韶清表示，国电赛思科技有限公司已经研发出国内首款隔离型车载双向充电机，其原理是在电网和电池之间是通过变压器隔离，通过磁耦合传递功率，能确保安全性。

  杜曦表示，未来汽车就是一个移动终端，它包含了很多控制算法，也有很多软件、系统在其中发挥作用。其中比较关键的是安防系统，它是无人驾驶普及的基础问题之一。从元器件来讲，芯片的制造能做到安防级，但从行业、政府角度看，与整车厂遵循的协议以及未来政府对数据的需求度，目前来说，还没有完整、系统的考虑和规划。杜曦认为，但这确实是自动驾驶领域面临的严重、紧迫和重要的问题之一。

  另外，杜曦介绍，英飞凌的元器件另一个特点是带硬件安防。目前，大多数产品都是软件安防，通过种种算法去阻止入侵。而硬件安防是通过模块、集成器的组态，能做到1秒钟内解码或是编码1个G的数据，效率非常高。

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