車(chē)用驅動(dòng)電機是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統的核心關(guān)鍵部件,其性能的優(yōu)劣直接影響到車(chē)輛的整車(chē)性能。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,我國在車(chē)用驅動(dòng)電機技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)方面均取得了長(cháng)足進(jìn)步。我國已自主開(kāi)發(fā)了滿(mǎn)足各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)需求的系列化驅動(dòng)電機系統產(chǎn)品,獲得了一大批驅動(dòng)電機系統的相關(guān)知識產(chǎn)權,形成了批量生產(chǎn)能力。
我國自主開(kāi)發(fā)的永磁同步電機、交流異步電機和開(kāi)關(guān)磁阻電機已經(jīng)實(shí)現了與國內整車(chē)企業(yè)的中小批量配套,產(chǎn)品的功率范圍覆蓋200kW以下整車(chē)的動(dòng)力需求,驅動(dòng)電機系統的主要性能指標達到相同功率等級的國際先進(jìn)水平,部分企業(yè)的產(chǎn)品已走出國門(mén)。
與此同時(shí),以美國、歐洲和日本為主的提供新能源汽車(chē)驅動(dòng)系統的企業(yè)發(fā)展迅猛,在降低電機生產(chǎn)成本、改善電機效率及電機和發(fā)動(dòng)機一體化設計等方面取得了長(cháng)足進(jìn)展,產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善,配套能力不斷提高,也使得我國的驅動(dòng)電機的未來(lái)發(fā)展面臨許多挑戰。
1.提高永磁電機功率密度
提高永磁電機功率密度
為了讓電動(dòng)汽車(chē)的電機更加小型化且具有更大的輸出功率,國際上經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,從提高功率密度和轉矩密度的角度考慮,采用稀土永磁作為電機的磁性材料是必然選擇。隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的普及,市場(chǎng)急需這種采用了稀土永磁材料的高性能電機。由于目前大部分稀土均產(chǎn)自中國,而且儲量也是世界第一,因此我國在車(chē)用永磁電機方面具有明顯的資源優(yōu)勢。由于近年來(lái)我國已將稀土類(lèi)元素列為戰略資源,并且進(jìn)行了嚴格的出口限制,這直接導致了日本對稀土材料永磁電機的擔心,在日本《下一代汽車(chē)戰略2010》中,已提出研發(fā)替代稀土永磁原材料的電機技術(shù)。美國在其新一代電力電子技術(shù)計劃中也在尋求可替代稀土永磁體的技術(shù)方案,但目前尚未找到較好的辦法。
2.拓寬回饋制動(dòng)高效區
與傳動(dòng)燃油發(fā)動(dòng)機汽車(chē)配置變速箱以擴大發(fā)動(dòng)機工作區間類(lèi)似,電驅動(dòng)系統也正在通過(guò)不斷引入變速結構來(lái)實(shí)現對電機工作區間的調節,使兩者能夠在效率更高的區域更好地配合工作?;仞佒苿?dòng)是混合動(dòng)力機電一體化技術(shù)的一個(gè)基本特點(diǎn)。伴隨著(zhù)混合度要求的提升,相應的,回饋制動(dòng)范圍的需求也會(huì )越來(lái)越大。采用回饋高校的電機、適當的變速系統和控制策略,可以使回饋制動(dòng)的允許范圍適應更多工況,使整車(chē)節能更加有效,延長(cháng)續駛里程。
3.發(fā)展機電一體化集成進(jìn)程
驅動(dòng)電機系統必須滿(mǎn)足動(dòng)力總成一體化的要求,并支持整車(chē)產(chǎn)品的系列化和生產(chǎn)的規?;?。豐田汽車(chē)公司的驅動(dòng)系統THSII及本田公司的IMA系統的發(fā)展和進(jìn)步充分體現了這一點(diǎn)。THSII已擴展到包括Lexus在內的多種車(chē)型,而IMA也已配置到包括Civic及雅閣在內的多種車(chē)型。車(chē)用驅動(dòng)電機系統的集成化主要體現為電機與發(fā)動(dòng)機、電機與變速箱、電機與制動(dòng)系統的機電一體化集成度不斷提高?;旌蟿?dòng)力發(fā)動(dòng)機與驅動(dòng)電機集成的發(fā)展從結構集成到控制集成,再到系統集成。隨著(zhù)汽車(chē)動(dòng)力的電氣化比例越來(lái)越高,不同耦合深度的機電耦合動(dòng)力總成系統使得電機與變速箱的聯(lián)系變得越來(lái)越緊密。在高性能電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域,將全新設計開(kāi)發(fā)底盤(pán)系統、制動(dòng)系統、輪系,使得電機和動(dòng)力傳動(dòng)裝置進(jìn)行一體化集成。機電一體化不僅是技術(shù)的集成,更是機電結構的整合。機電一體化集成進(jìn)程的不斷發(fā)展,要求變速箱生產(chǎn)企業(yè)與電機企業(yè)相互配合,在原有傳統變速箱基礎上兼容電機接口,甚至設計專(zhuān)用的機電一體化變速箱,才能將兩者有機結合起來(lái)。
4.加大控制系統的集成化和數字化程度
車(chē)用電驅動(dòng)控制系統集成化程度也不斷加大,將電機控制器(DC/AC)、低壓DC/DC變換器、雙向高壓DC/DC變換器等進(jìn)行不同方式的集成正在成為發(fā)展趨勢。高速、高性能微處理器使得電驅動(dòng)控制系統進(jìn)入全數字化時(shí)代。在高性能、高速的數字控制芯片的基礎上,高性能的控制算法、復雜的控制理論得以實(shí)現,大大提高了電機及其控制系統的性能。同時(shí),面向用戶(hù)的可視化編程,通過(guò)代碼轉化和下載直接進(jìn)入微處理,不斷提高編程效率和可調試性。
5.發(fā)展電驅動(dòng)系統產(chǎn)業(yè)集群
在國內技術(shù)發(fā)展和研制樣品取得突破的同時(shí),電機系統正在向產(chǎn)業(yè)化多品種、小批量規?;a(chǎn)邁進(jìn),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。上圖展現了驅動(dòng)電機系統成本與市場(chǎng)需求的關(guān)系,大規模生產(chǎn)按照90-95%的比例降低單套成本,因此要解決批生產(chǎn)能力和質(zhì)量體制認證問(wèn)題。未來(lái),國內將出現獨立的新型汽車(chē)電氣驅動(dòng)系統供應商,支持電動(dòng)汽車(chē)及傳統汽車(chē)產(chǎn)業(yè),汽車(chē)用電氣自動(dòng)化的新型產(chǎn)業(yè)正在逐步形成。
純電工程車(chē) 一路暢贏(yíng) 福田瑞沃大金剛ES3 EV
創(chuàng )造新價(jià)值制高點(diǎn) 中集·陜汽“港牽2.0一體化”新品正式上市發(fā)布
升級四大承諾 第7000輛下線(xiàn)北京重卡上市一周年禮遇每一位夢(mèng)想家
百萬(wàn)公里無(wú)大修 江淮帥鈴值得信賴(lài)
16升排量 600馬力 一汽解放鷹途&JH6牽引6SX1-600燃氣車(chē)上市
售價(jià)35.88萬(wàn)元起 東風(fēng)天龍KL龍擎3.0燃氣新品上市
動(dòng)力澎湃油耗低,每公里節省3毛錢(qián),歐康動(dòng)力用實(shí)力贏(yíng)得喬寧信賴(lài)
騰躍九州,財富新引擎 東風(fēng)商用車(chē)龍擎3.0燃氣新品即將上市發(fā)布
26國百余名合作伙伴齊聚資陽(yáng),共繪現代商用車(chē)海外藍圖!
更智能更全能更安全,贏(yíng)動(dòng)AMT靈動(dòng)大腦2.0讓“未來(lái)已來(lái)”