电动汽车用驱动电机系统发展趋势和面临的挑战 _ 行业新闻 _ 行业

2018-01-07 07:08

     (3)标准建设和知识产权
      行业标准自身尚不完善。作为一个新兴行业,产品的技术标准尚未得到有效检验,同时也有待进一步完善,现有的电机和控制器标准工作相对滞后,目前正引起有关部门的高度重视。

      (1)技术方面

       (3)电驱动系统的集成化和一体化趋势更加明显

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      (4)电驱动系统的混合度与电功率比不断增加

        虽然目前市场上分布了轻混、中混、强混等各种混合程度的混合动力车型,但从各种混合度车型的节能减排效果来看,混合程度越高,汽车的节能能力越强。电功率占整车功率的比例正在混合动力汽车领域逐渐提高,电机已不再单单作为发动机的附属设备。各车厂正在逐渐将小排量发动机和大功率电机运用在汽车驱动上。

        模块化设计不足,插接件标准不统一,需要提高工程化程度关键电力电子元器件需要进口,成本占到控制器近一半左右除了需要缩短以上差距,为了进一步增强综合竞争力,还应进行新产品技术和关键共性技术研究:新型电机一体化动力总成;低噪音高效一体化发电机组;耐恶劣环境稀土永磁材料;低成本高性能绝缘材料;高集成度低成本轴角位置模数转换器等。

        该领域项目由于和整车开发的周期长,工作量大,各种研发认证的相关费用投入非常多,产业化扩大投资规模时,固定资产投入较大,汽车零部件供应链的回款周期较长,一般需要6个月—9个月的账期,流动资金需求较大,资金周转难度较大。因此新产品研制及产业化费用高,投入回报周期长。同时由于该领域是属于边缘和交叉学科,需要有较高的理论知识、较强的实践能力和经验,人才培养的周期也较长。

       (5)车用电驱动控制系统的集成化和数字化程度不断加大

        车用电机及其控制系统的集成化主要体现在电机与发动机、电机与变速箱、电机与底盘系统的集成度不断提高。对于混合发动机与ISG集成,其发展从结构集成到控制集成和系统集成,电机与变速箱的一体化愈加明显,汽车动力的电气化成分越来越高,不同耦合深度的机电耦合动力总成系统使得电机与变速箱两者之间的联系变得越来越紧密。在高性能电动汽车领域,全新设计开发的底盘系统、制动系统、轮系将电机和动力传动装置进行一体化集成,融合程度越来越深。

       (2)资金和人才

        车用电控制系统集成化程度也不断加大,将电机控制器、低压DC-DC变换器,以及发动机控制器、变速箱控制器、整车控制器等进行不同方式的集成正在成为发展趋势,仙人掌高手心水。同时,高速高性能微处理器使得电驱动控制系统进入一个全数字化时代。在高性能高速的数字控制芯片的基础上,高性能的控制算法、复杂的控制理论得以实现。同时,面向用户的可视化编程,通过代码转化和下载直接进入微处理,不断地提高编程效率和可调试性。

       (2)电机的工作转速不断提高,回馈制动的高效区不断拓宽回馈制动是混合动力机电一体化技术的一个基本特点。伴随着对混合度要求的提升,相应回馈制动范围的需求也会越来越大。采用回馈高效的电机,适当的变速系统和控制策略,可以使回馈制动的允许范围适应更多工况,使整车节能更加有效,延长行车里程,这是混合动力汽车向真正实用性必须迈出的一步。

         1、电动汽车用驱动电机系统的发展趋势

       (1)电机的功率密度不断提高,永磁电机应用范围不断扩大电机作为混合动力系统中一个重要的动力输出源,其自身的性能直接影响到了电
动汽车的整体性能。一方面,汽车所需求的电机输出和回收功率不断提高,以满足不同工况不同车型的需求;另一方面,这种新型机电一体的传动系统尺寸收到车内空间的限制。这就需要混合动力车用机向高性能和小尺寸发展。不断提高电机本身的功率密度,用相对小巧的电机发挥出大的功率成为各汽车及电机厂商的发展方向。

       2、电动汽车用驱动电机系统面临的挑战

        经过“九五”、“十五”、“十一五”对电动汽车用电机系统的集中研发和应用,我国已开发出具有自主知识产权,满足各类电动汽车需求的驱动电机系统产品,获得了一大批电机系统的相关知识产权,初步形成了车用驱动电机系统的小批量生产能力。总体来说,在电动汽车关键零部件方面,电机技术的进步明显,与国际先进的水平相比,但是在产品集成度、可靠性和系统应用技术方面,仍存在较大的差距。主要表现在以下几方面:由于整车开发的经验积累有限,导致对电机和控制器的可靠性与使用寿命考核办法不明确,可靠性和环境适应性的研究考核不足控制器、DC/DC的体积、质量普遍偏大。