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新能源车研讨:电动化是趋势 电池是关键

来源:搜狐汽车 作者:综合报道
2011年09月22日19:10

  贡俊:车用驱动电机系统研发和产业化进展

  各位大家下午好!我首先介绍一下电机系统行业的情况来。主要分两方面:一是现状。二是国内外趋势。

  经过我们国家前面两个五年计划的支持,应该说在技术领域还是取得比较大的进展,原来电机他没有完全参照技术指标去做,现在震动,噪音等等东西在一块。众多事情在一块。尽管我们是一个电机大国,但原来真正做电机的企业很少,主要是以模仿为主,现在在这个领域里实际上电机设计用得比较多的有两个软件,在本身软件应用来说在国内电机角度来看跟世界同步在走。这里面设计到噪音震动,高低温,综合在一块考虑这个软件有一些不完善的地方,另外有些其他的软件来辅助它做完。

  这不仅是电机本身的性能指标问题,还涉及到其他的方面,原来大家想不到的,包括机械强度的问题。现在电机的工业密度要做到很高,做到很高的话往往转速还要很高,很高的话从来不考虑离心率的膨胀问题,最早碰到过问题。做IPM结构,,速率高了以后会鼓出来,原来在其他领域不考虑的地方都考虑了,是一个综合体。

  再就是电机设计,实际上除了刚才前面讲的做出来以外,为了适应以后的工艺需求,它对电机反过来也有要求,比如为了做到高的功率密度,他分布要求很广,对电机的尺度设计上有些新要求。这是导热和散热的问题。现在实际上电机的管理放在一块来考虑。它有材料成本时期,工艺成本时期。现在是液冷为主。

  和国际上差距比较大的就是控制器的总成,目前我们这个行业如果说有差异的话是管件和模块上。模块封装有部分企业可以做了。从管芯到封装到应用,当时重点是三个领域,一个是轨道交通,电动汽车,还有风力发电。当时主要是面向这样三个新能源应用的产业。另外从控制技术来说现在也基本上过关,因为除了电机本身的控制以外,还有一些非常近的东西。

  第三块是工艺成本时期,制造成本时期。一旦批量生产必须要靠自动化来做,但是这里有一个比较大的挑战,因为电机的体积比较小,光密度要高,一般性工艺做自动绕线比较难,所以会有比较大的改善。还有一块是永瓷电机。最近国务院在政治层面动脑筋。永瓷电机的工艺密度比较高,目前一级来看是一个趋势。现在不管是欧洲,还是美国,乘用车市场是永瓷电机为主。现在为了适应批量生产,实现便利性的话一般是放进去,否则这个过程很麻烦。在工艺层面基本上可以解决问题。

  这是国内电机和国外比较典型的车上电机比较。我们从密度指标来看基本上跟国外在同一水平上,但并不是说我们这一块差不多就可以平级,主要是体现在一些的指标上,比如说耐久性,一次性。电机里有几个标准,有部分已经送审,部分还在过程当中。实际上我们863还提了一些标准。它是一个轻型车的发动机总成标准。原来排放是根据发动机排放来定制标准,现在有些不一样了,觉得还是要重新做标准。

  整个趋势来看,十二五对整车三个方向重点不一样了,混合动力车是产业化的做法,产业升级的做法。产业驱动是技术转型。当时我们定全面驱动的技术路线,跟这个有关联。跟国家的国情和技术本身的特征有相关性。再一个是下一代的系统。应对这三种需求,我们的重心有些不一样。混合动力首先是电机的高密度,这个电机往往要么装在减速箱,要么装在发动机这一块。所以一般在混合动力这个城市来看它是安装结构。这里面还有一个比较典型的方面,一般是一个总成,一个整体方案。包括丰田也是这样。中国的方案大部分是电机和发动机这一块。国内求简单一点。

  电机相当于是一个动力中承支出。除了电机以外,还有一个变速箱和减速箱,从现在国内的趋势来看用的大部分是一级减速箱,也有很多厂家在研究,很多厂家在做,这样可以减轻电机控制器的电源压力,使得动力提高,或者同样动力性能的话有所降低,这样对电池压力会轻一点。这两个层次上一般对准这一块来做。为了满足整车的需求,特别是对功率密度和效率的问题。

  这里面包括我们现在讲的四轮驱动,去年863、十二五启动时候有一个项目,纯电动轿车的平台,当时有两个技术路线,一个是按照现在的方案。其中还有一个四轮驱动车方案。对于技术路线来说纯电动和混合动力有一些差异,关键技术实际上有共性,这跟下面几张有关联性。对乘用车和商用车来说多少有些差异。对电机这个层面来说无非有几种,一个是上游,材料和新能源的问题。还有一块是跟整车相关性、跟系统相关性的问题。再有为了应对批量生产,这里面是工艺上,加工设备的问题,很大一部分要量身定做。

  再一块是发动机总成的事情。当时老开混合动力叫技术路线的概念,因为我们对发动机这一块存在的困难会多一点,大家在国内新的发动机上难度也比较大。我们现在国内目前在做的混合动力发动机基本上是在原来的发动机上改。本身发动机优化这一块油耗节省可能就没有充分发挥到极致。这一块无论是纯电动、内燃机里,还是电动汽车里对发动机这一块可能都有些要求。其中乘用车在内燃机这一块有支持。对于电动车这一块中心在商用车。目前相当一部分的地方都用商用车在做。

  再就是刚才前面讲的机电耦合传动总成,国内的话前面讲的有几家也在做,有一部分在上车,昨天在北京听到清华的系统已经运行1千万公里,就是(MP)的方案。从整个应对整个电机来说,会分三横三众。对整车需求可能有这样几个重要的产品。机电耦合总成有这样的好处,它有比较相关的技术基础,包括电机本身和控制本身。这是目前世界上典型的一些机电耦合总成的装置。对乘用车来说每个公司的技术路线都有差异。

  对电力电子总成来说,它实际上越做越小,尽管技术上很复杂,难度也比较大,但是成本比原来要低。雷克萨斯整个体积做得非常小。这里有一张表,到某一个数量级以后成本会大大降低。国内也有一些研究机构在这方面动了脑筋,做了实验室的产品出来。主要的指标一个是体积密度,一个是重量密度。这是当时十二五定出来的混合动力主要的性能指标,这里面包括成本,当然这个成本和我们上游材料非常相关。尽管这样的话对整车需求来说还是有所不足,但是目前现状下,国家的经济规模仍然到不了这个水平。功率密度现在指去掉外壳的,外壳的统计有所差异。这里还有一个差异,就是电机的转速对功率密度的影响非常大。这两个值可以做比较。

  这是发动机的指标。纯电动汽车电机相对来说是比较好比较的东西。因为结构上和外界很多部分差异相对来说比较小一点。电机和减速箱、变速箱能够省掉一部分空间。现在你看一下整个侠侣区,效率大于80%的高效区,到75。目前863指标到65,这取决于材料成本的事情。从设计本身来看已经没有太大的潜力可挖,主要是材料产品上。这是动力总成的指标需求。

  下一代四轮驱动方案,是通用的指标有两种典型的结构,包括前面讲的通用电机。另外就是KMAMAN。包括加拿大的TM4,这是TM4的系统。去年米其林公司在业内推电动轮毂,电动轮毂从电机指标来做得很高。这里有一个30千瓦的电机,功率可以到每公斤4千瓦。究竟是1秒钟,还是1分钟差别非常大,我们跟他们交流过几次,你看一下12000转,也带减速器在里面。但是作为一个正式产品的话这个指标还是太高。至少说明一个方向,今年在柏林,或者什么地方用它的电机,比较简单一点,目前成本存在些问题。刚才前面讲了,从电机角度来说主要是材料成本的进步。如果把电机销售再更一进提高的话,到6.5倍,或者是非晶材料,原来存在最大的问题是机械性能存在问题,另外再就是磁钢涨很快,就是磁钢少用,还有控制上也会有好处。

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(责任编辑:杜纪栋)

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