中國科學(xué)院電子所研究部主任、教授-溫旭輝

我的報(bào)告主要分兩個(gè)方面：第一，電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的進(jìn)展和國內(nèi)外的對比。第二，談一談我的看法，就是綜述和展望。

一、國內(nèi)外主要技術(shù)進(jìn)展概況及對比

電機(jī)驅(qū)動分為驅(qū)動電機(jī)、控制器，還有把減速箱和變速箱放在一起的動力總成，在驅(qū)動電機(jī)方面全世界的趨勢都一樣，高速、高密度、低成本，根據(jù)應(yīng)用來說深入到低震動噪音等等，這是一個(gè)國際上標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)也是一樣。大家都在嘗試，電機(jī)方面在材料沒有新的突破之前，主要是怎樣實(shí)現(xiàn)剛才幾條要求的重點(diǎn)手段其實(shí)在做工藝和自動化的生產(chǎn)，這是主要的手段。

在技術(shù)研究方面，國外和中國不太一樣，還是研究非永磁電機(jī)看看有沒有可能和釹鐵硼電機(jī)相比，這一點(diǎn)和中國是不同的，但是相同的在高效散熱的方法和工藝上在做工作。國內(nèi)的情況大家也可以看到，如果要說一點(diǎn)，多條自動化的生產(chǎn)線或者建成或者是在建的情況，準(zhǔn)備量產(chǎn)。

(PPT圖示)我列了一些技術(shù)進(jìn)展，國際上驅(qū)動電機(jī)方面在走高密度、高轉(zhuǎn)速，工藝密度在不斷提升，國內(nèi)基本上是同步的，華域汽車、精進(jìn)電動在國內(nèi)較早的開展了導(dǎo)線繞組工藝。國外不管是日本還是美國都在研究混合磁體看部分替代釹鐵硼材料有沒有可能，性能上來講還是要差。國內(nèi)在做的，隨著電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的進(jìn)一步深入，國內(nèi)的研究在深入，一方面NVH在做很多的科研型的工作，上海大學(xué)黃老師他們做了非常深入的工作，就是磁鋼加工過程中沖壓、熱套過程中到底怎樣影響導(dǎo)磁的性能。從電機(jī)主要技術(shù)水平來看，我們是和國際上是并跑的水平。高密度、高集成度、高效率是特征。碳化硅器件全產(chǎn)業(yè)鏈在做，我們有第一階段的結(jié)果，給我們感覺有很廣闊的想象力。

(PPT圖示)這就是高功率密度的控制器，芯片雙面焊接、雙面冷卻的下面這個(gè)角，雙面焊接、雙面冷卻模塊，功率密度在每升20左右，電壓也呈提升的趨勢。中車從2008年有從芯片到模塊、到系統(tǒng)，基于垂直產(chǎn)業(yè)鏈做出高功率密度控制器大于等于每升20千瓦。在電機(jī)控制器的功率密度上追趕很迅速，我列了一部分能夠搜集到的，總體來說看這些主要的指標(biāo)，實(shí)際上我們已經(jīng)不落后了。

在碳化硅的芯片方面，應(yīng)該來講這幾年進(jìn)展的非?？?，現(xiàn)在幾乎所有的能夠數(shù)得上來做工藝芯片的公司都有碳化硅的芯片，比較有代表性的是美國科銳公司，因?yàn)閺木A開始一直做到了模塊，也做一些應(yīng)用和一些應(yīng)用示范。英飛凌芯片主要的特點(diǎn)是閾值電壓比較高，驅(qū)動的安全性好一些，而且更加是利用IGBT的驅(qū)動芯片。未來平面型封裝的模塊，肯定是一個(gè)趨勢，更加適合碳化硅的特性。

在國內(nèi)，我們相對還是慢一些，主要還是在模式和結(jié)構(gòu)上，相對復(fù)雜一些，大的工序150道，并且非常精細(xì)，目前主要30安培平面的芯片開始有一些樣片。在這樣一個(gè)情況下，我們電工所做了一個(gè)控制器，(PPT圖示)這是iPhone 6的手機(jī)，第一個(gè)控制器是2.29升，第一次做到每升37個(gè)千瓦，還沒有考核溫度，因?yàn)槲业哪繕?biāo)是每升36個(gè)千瓦150度，但是總體來說給我們前面做這些工作感覺到其實(shí)碳化硅帶來的不僅僅是芯片、模塊，相關(guān)的無源器件和控制算法等等，都會有非常大的想象空間。要解決的問題很多，從器件層面一直到集成。

(PPT圖示)在電驅(qū)動總成方面，三合一是一個(gè)非常明顯的趨勢，輪轂電機(jī)的總成大家都還是關(guān)注，但是沒有大量的應(yīng)用。48伏BSG技術(shù)國外開始小批量的應(yīng)用，國內(nèi)上海電驅(qū)動投入了很大的力氣做這個(gè)產(chǎn)品。三合一是一個(gè)趨勢，還有就是從電機(jī)的角度來說，高速是一個(gè)趨勢，高速減速器、兩檔變速器等等，這個(gè)是我們國家的短板，而且整個(gè)傳動鏈可能會發(fā)生變化，會出現(xiàn)電驅(qū)動橋、博世和吉凱恩都有電驅(qū)動橋，大眾MEB平臺為典型應(yīng)用。德爾福也推出了商用車電驅(qū)動橋，電機(jī)驅(qū)動更多是直接應(yīng)用。國內(nèi)一些企業(yè)都有三合一的產(chǎn)品，不僅僅是我列的這些，總體來說轉(zhuǎn)速還是比較高的轉(zhuǎn)速，1.8萬rpm沒有達(dá)到，最高的是13500rpm。

輪轂電機(jī)，雖然輪轂電機(jī)沒有大量應(yīng)用，但是研發(fā)的時(shí)候都在進(jìn)行，轉(zhuǎn)矩密度在不斷提升，國內(nèi)也一直都在做，國家項(xiàng)目也在做，也有一些引進(jìn)項(xiàng)目在做一些應(yīng)用，北京市也是持續(xù)不斷的在做輪轂電機(jī)的開發(fā)，轉(zhuǎn)矩密度是在不斷提升。在功能安全方面，基于英飛凌的芯片平臺，匯川技術(shù)在國內(nèi)電機(jī)控制器領(lǐng)域通過了功能安全的認(rèn)證，大家上海店驅(qū)動都在啟動功能安全設(shè)計(jì)和認(rèn)證項(xiàng)目，今年要把這個(gè)事兒做完，功能安全方面大家非常重視，也在追趕的過程中。

二、綜合綜述和展望

驅(qū)動電機(jī)還是高速、高效、搞、高材料利用率和低成本。手段是從生產(chǎn)工藝、散熱和材料等等研究。電機(jī)控制器高密度、高效率和功能安全是特色新型器件及集成非常重要，碳化硅的應(yīng)用讓我們打開了一扇門，但是還是需要有很多解決的問題，電驅(qū)動一體化總成是乘用車領(lǐng)域的一個(gè)明確的產(chǎn)品發(fā)展方向，輪轂電機(jī)還是行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，電驅(qū)動產(chǎn)業(yè)鏈在持續(xù)發(fā)展，還需要進(jìn)一步發(fā)展?？傮w來講，還是任重道遠(yuǎn)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)還是需要進(jìn)一步壯大。

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