张幽彤我国新能源汽车电机迈入产业化

“十三五”时期，我国新能源汽车研发在总体上呈现出“三横三纵”布局状态，分别从三条主线来实现产业从基础科学到集成示范的全链条创新。其中，三横主要是指动力电池与电池管理、电机驱动与电力电子、电子控制与智能技术；三纵是指面向纯电动汽车技术的创新链；面向增程模式或混合动力模式电动汽车技术的创新链；面向燃料电池汽车技术的创新链。

从具体内容来看，基础科学问题涵盖了电化学动力系统学、动力电池材料新体系、混合动力发动机系统学、高温电力电子学、燃料电池材料新体系、燃料电池系统学等。

系统集成技术主要包括纯电动力能量管理系统、电池系统综合管理、电机变速箱总成、轮毂轮边电机驱动、增程器、机电耦合装置、专用发动机总成、插电式混合动力系统等。

集成开发与示范包括充电设备标准化与智能充电网络、城市电动交通一体化示范与电动车车联网示范、充电基础设施建设、加氢站等基础设施与燃料电池客车示范运行等。

《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》的实施和推广将促进新能源汽车的快速发展。目前，我国已经成为世界第一的新能源汽车产销大国，新能源汽车发展将逐步由政府扶持到自由市场竞争过渡。而新一代高性能新能源驱动电机驱动系统进一步提高性能、降低成本，是获得未来市场竞争优势的关键技术之一。

总体而言，我国新能源汽车电机的产业化格局已经初步形成，产业化条件已经具备。比如整个产业已经形成包括上海电驱动、精进电动、联合汽车电子等新能源动力企业，实现了第二代车用永磁同步电机系统的产业化。

从新一代车用电机驱动系统来开，它呈现出集成、高效、轻量、可靠、低价、智能化等特征，其关键技术包括五个方面：

第一，高效电机电控一体集成设计。研究定转子硅钢片材料、极槽配合、绕组参数、磁钢结构等对电机性能的影响，建立了基于多目标定转子结构参数性能优化模型，在完成基础模型验证的前提下，优化确定包括基础参数、结构、形式的电机总体方案。

第二，高效高功率电机-电控结构工艺。电机损耗过程的理论分析和建模仿真研究，额定条件下电机系统热流场特性研究；电机壳体散热水道结构和散热性能计算，电机冷却壳体结构设计和流道设计。

第三，电机高速特性。根据设计目标进行高速性能分析；高速条件下的信号干扰、电磁兼容、工艺控制。结构强度、发热、振动噪声、堵转扭矩、振动噪声特性；电驱动系统转矩波动机理和振动噪声激励仿真建模，分析电机噪声特性。

第四，电机高可靠性。考虑设计裕度、过载能力、保护措施；关键零件、部件和系统级的可靠性建模、验证和可靠性分析；研究环境应力、电磁作用和变负荷条件下可靠性问题，以及应用过程中可靠性变化。

第五，低成本技术。通过整体设计减化系统结构和零件，实现整体上的低成本；依据科学分析和计算降低设计裕度；电机各部分零件材料上选择通用和标准材料和规格。

面对汽车电动化、智能化、网联化的发展方向，新能源汽车与智能网络和共享经济的结合必将带来汽车工业的又一次革命。新能源汽车的发展对电机驱动系统提出了高效、高功率密度、低成本等更高的要求，新一代电驱动系统也必须突破集成设计、高可靠性和低成本等关键技术。