【最新】凯里哪里可以学电工_张舟云：新能源汽车驱动电机和电机控制器技术现状以及发展趋势
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张舟云：新能源汽车驱动电机和电机控制器技术现状以及发展趋势
2017-04-10 11:37
来源:上海电驱动股份有限公司
设计
/新能源
/技术
原标题：张舟云：新能源汽车驱动电机和电机控制器技术现状以及发展趋势
3月30日下午，“新能源客车技术与安全高峰论坛”召开，活动云集行业专家、公交运营、客车制造以及配套企业在内的客车业内人士，共探行业发展，国家电动汽车电驱动系统产业技术创新战略联盟秘书长上海电驱动股份有限公司副总经理张舟云博士出席了此次论坛，发表了《新能源汽车驱动电机和电机控制器技术现状以及发展趋势》的演讲。
以下为演讲实录：
大家下午好，很高兴有机会在这里向大家报告新能源汽车驱动电机和电机控制器技术现状以及发展趋势。由于电驱动系统除了电机以外还涉及到传动系统，而传动系统和不同的技术路线有关，涉及面较宽;我本人专业是以驱动电机和电机控制器为主，因此为了讲好这个报告，我适当调整了重点，把原新能源客车电驱动系统的内容聚焦到驱动电机和控制器系统方面。另外，和前面肖主任讲动力电池一样，其实不管是客车电机还是轿车电机，技术是相通的，因此这个报告没有完全针对客车，而是把各种车型，包括轿车还有一些专用车的应用都含在这里面。
报告一共讲两个方面内容，首先介绍一下我们国家新能源汽车驱动电机产业的发展情况。这里有几句话做一个概括性的说明：
第一句话比较明显，就是说驱动电机作为我们国家新能源汽车关键零部件核心之一，它的工程化和产业化的程度对于我们国家新能源汽车产业影响至关重要，包括我们的创新体系的健全，都是一个非常重要的零部件。
第二，我们国家经过15年的发展，在国内的商用车(包括客车、卡车)，还有乘用车、专用车(主要包含物流车)应用方面，当前国内已经完全具备了满足这些新能源汽车要求的驱动电机和电机控制器的研发和制造能力，而且从产能来讲的话，也是完全可以满足需求，另外我们有一部分企业现在也在向国外做出口。在驱动电机方面，如功率密度、效率这些指标，我们和国外先进水平基本相当。
第三，对于电机控制器而言，有这样一个概括，因为我们国内的电力电子技术起步相对较晚，这里说到的电力电子技术主要指功率器件技术，功率器件技术也不单单指模块，也包含芯片的研发技术、封装材料和封装工艺技术，还涉及到电机控制器的集成技术。因为这些技术的时间差，使得国内电机控制器的功率密度水平和国外量产的产品比较存在有些差距。2014年这种差距是一半，国内控制器是国外同类控制器的两倍体积;经过这两年的快速发展，国内电机控制器功率密度比2014年提高了50%，也就是说和国外这个差距缩小了很多，后面也会有详细的介绍。
第四，就是讲电动汽车电驱动系统产业技术创新战略联盟，刚刚主持人讲到，我是产业联盟的秘书长。这个联盟后面我也会介绍到，这个联盟其实它的一个宗旨是说拉动我们国内驱动电机和电机控制器上下游的协同发展，主要是提高我们关键材料和关键部件的国产化能力。
首先简单做个对比，看看客车电机和轿车电机的主要差异?当然我们现在有很多轿车电机也用在客车上，但是客车电机用在轿车上的比较少，这个差异主要体现在那儿呢?第一看转速，转速主要和传统动力总成相关，客车发动机作为动力源最高转速不超过3000转，所以客车驱动电机包括插电式、纯电动，一般来说都在3000~3500rpm;可能有一小部分物流车或者公务用车电机转速到4000rpm，基本在这个范围。图示有两个电机，这两台电机功率一样大，但是大小和重量完全不一样。对轿车电机而言，因为动力传动方式的差异，要么加减速，要么加变速，可以成倍地降低电机的转矩需求，对应的体积和重量就会降低，当然转速会升高。
第二个对电机来讲的话，一般说这个电机多少千瓦，但实际上电机的体积和重量取决于扭矩，电机的转矩和体积是成正比。因为客车电机转速低，转矩大，所以重量比较高，对应的成本就比较高。
第三，因为客车电机功率需求比较大，所以电压要求一般来说都比较高，特别是对于直驱电机，直流电压500~600V的需求比较普遍，当然也有插电式客车电机电压在300~400V这个等级。轿车电机直流电压普遍在300~400V之间。
第四，最近几年我们可以发现在客车应用方面，各种不同应用的控制器，逐步要做集成，这种集成化的要求越来越多;但轿车电机控制器由于布置空间问题，定制化较多。还有就是从轿车用的电机控制器来讲的话，我们其实可以发现里面空间问题，所以它的标准化控制器一般来说比较少，除非它做的非常小，就是什么样的车都可以用，如果做不到这点的话要求做定制化，还有集成化，集成化后面也会有介绍，它的集成化就是说不单单说把不同的电力电子的控制器的系统还涉及到控制器内部的结构集成。
第五，客车运用里程相对轿车长很多，基本上在4到6倍，包括寿命要求也相应提升。
第六，从产品开发周期来说，客车市场要求的开发验证的周期往往比较短;而作为轿车电机控制器，它的开发验证的周期往往比较长。
讲到我国国家的电机水平，我这里给一张图，这些数据应该都是近几年数据，有我们国内的水平，也有市场上看到的国外同类产品的水平。这些电机共同特征都是转速比较高，功率也尽量找相近的，包括电压和冷却方式。从国内外驱动电机的指标来看，一般讲转矩密度和功率密度的话，其实不管是对应电机有效重量还是总重量，都是在相当的水平。我们国家实际上为了推动驱动电机产业的发展，对电机的功率密度也提出了要求，到2020年是4kWlkg，这是产品级。当前可能部分企业的个别产品可以做到这样一个水平，但整体上我们现在产品级在3.2~3.3kW/kg;到2020年，我觉得4kW/kg完全有可能达到。我们还提到转矩密度，转矩密度对于高速电机来说要做到比较高一般来说比较难，所以转矩密度相对与客车电机会低一些，但是如果我们和国外同类电机比的话，应该也是属于相当的水平。
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