电动汽车驱动电机系统关键技术及产业化发展趋势

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1、电动汽车驱动电机系统关键技术及产业业发展趋势贡俊主要内容一、国内外技术发展现现状与趋势二、国内外产品应用现状现状三、面临的问题与对策策中国可持续交交通系统结构中国电动汽车研发部署与实施进展2001---20052006---220102010---2012863科研投入863科研投入863科研投入8.8亿元14亿元12亿元混合合汽动力汽车纯电动汽车燃料电池汽车¢电池（动力蓄电池、燃料电池、超级电容----）¢电机（驱动电机、发动机/电电机总成、电传动系---）¢电控（电动汽车电控及电动化附件---）车用工况对驱动电机系统约束•电动汽车作为交通工具，要要求电机高效率、高

2、适应性。由于成本及空间的限制，电动机的出力力也受到了制约，所以电机的高密度小型轻量化和低成本对整车来说说至关重要。¾高密度、小型化、轻量化：•采用强制水冷结构、高电磁磁负荷、高性能磁钢、高转速以及超短端部长度绕组技术等措施，使使电机小型轻量化，从而实现高密度。汽车驱动电动机输出1kW只需需0.6kg重量。¾高效率：•采用稀土永磁和优化设计，驱驱动电机的最高效率可达到97%，其它汽车辅助电机也有较高的效率率。车用工况对驱动电机系统约束¾低速高转矩和高速恒功率的宽调调速：•在车辆起步和行车要求高转转矩，高速运行时能够进行恒功率输出；电机的基速和最高转速差差别很大，需要很宽

3、的调速范围。¾可靠性、耐久性、适应性：•由于车辆振动及发动机室的的高温环境，电机处于振动大、冲击大、灰尘多、温湿度变化大的的恶劣环境条件下运行。车用电机必须适应环境条件的要求，使电电机可靠、稳定、安全运行。¾低噪声与低成本：电机成本的高低是决定电动动汽车是否能够产业化的重要因素之一；NVH技术是整车研发水平平的重要评价指标9。国内研发和产业化主要进展¾通过采用系统集成设计技术，实现了电机与发动机、变速器在机械、电磁和热管理的一体化设计与应用；¾对车用电机制造工艺进行了有益的研究探索，如拼块式铁心、高密度的绕线技术和整体充磁工艺等已开始用于产品实践；¾车用驱动电机系统检

4、测试验手段有了初步的改善，电机测试基地建立了电机及其控制器专用性能测试台架，具备了较齐备的性能检测和初步环境试验检测条件,部分企业单位重视试验能力的建设，建成或正在建设一批试验台架。国内研发和产业化主要进展¾通过采用系统集成设计技术，实现了电机与发动机、变速器在机械、电磁和热管理的一体化设计与应用；¾对车用电机制造工艺进行了有益的研究探索，如拼块式铁心、高密度的绕线技术和整体充磁工艺等已开始用于产品实践；¾车用驱动电机系统检测试验手段有了初步的改善，电机测试基地建立了电机及其控制器专用性能测试台架，具备了较齐备的性能检测和初步环境试验检测条件,部分企业单位重视试验能力

5、的建设，建成或正在建设一批试验台架。国际车用电机系统技术发展现状12国际车用电机系统技术发展现状混合动力发动机总成德国MTU公司6V199柴油机，425kW电机13国际车用电机系统技术发展现状电力电子集成技术是指把构成电力电子器件、模块和系统电力电子总成的各个元件，按优化的电路、机械结构要求进行合理布局、互连的一个综合技术功能目标高效率/高可靠/低成本封装层次◆芯片级◆模块级◆系统级关键技术封装设计、封装工艺、封装材料、封装测试PiPruisHihHighpowerdensity!!!14国际车用电机系统技术发展现状内嵌一体化车轮电机(齿轮、电机)结Electricd

6、rive构motorElectricsuspensionmotor•BrushlessSynchronousMotors•UseofHighperformanceSpringmagnets•Liquidcooling•Maxspeed:12.000rpm•Powerdensity:4kW/kgBrakecaliper(continuouspower)In-wheel•Torque/mass:3Nm/kgactiveBrakediskBrakedisksuspension15国际车用电机系统技术发展趋势¾集成化：电机方面:电机与发动机总成、电机与变速箱的总成控制器方面:

7、电力电子总成(功率器件、驱动、控制、传感器、电源等)¾永磁化：永磁电机功率密度和转矩密度高、具有效率高、功率因数高、可靠性高和便于维护的优点。采用矢量控制的驱动控制系统，实现宽广的调速范围。PowerConsumptionμP¾数字化：DSPFPGA控制系统数字化是电驱动技术发展的必然趋势。ASICFlexibility16主要内容一、国内外技术发展现现状与趋势二、国内外产品应用现状现状三、面临的问题与对策策国内驱动电机研发和产业化主要进展•在技术突破方面：掌握了现代代车用电机系统设计方法，解决多目标高性能车用电机的极限设计与多领域精确仿真分析技术难