2022年12月7-8日,由蓋世汽車主辦的2022第三屆汽車電驅動及關鍵技術大會于上海順利舉辦,大會于線上線下同步進行。
作為新能源汽車的動力源,電驅動作為動力系統的核心部件之一,其技術的進步和發(fā)展與新能源汽車相輔相成。結合整車開發(fā)需求與電驅動系統關鍵屬性,電驅動系統將朝集成化、平臺化、高壓化等方向發(fā)展。未來,電驅動市場將持續(xù)增長。而在原材料價格上漲、軟件算法爭先等趨勢下,電驅動企業(yè)也必須不斷攻關關鍵技術,尋求性能上的差異化。
在此背景下,蓋世汽車舉辦2022第三屆汽車電驅動及關鍵技術大會,會議聚焦于電驅動總成及先進控制技術、高壓零部件及測試、高效熱管理及冷卻技術、NVH優(yōu)化、高壓功率模塊、大功率充電、高壓系統測試、絕緣材料、高效冷卻技術等熱點話題,旨在助力行業(yè)在電驅動技術上取得更多突破。
大會主持 羅建 | 上海大學教授,偉長學者,新能源電驅動中心負責人
論壇為期兩天,將圍繞汽車電驅動系統、驅動電機、電控系統、電驅動功率半導體、高壓絕緣材料等行業(yè)焦點話題展開。12月8日,大會第二天如期而至,并由上海大學教授,偉長學者,新能源電驅動中心負責人羅建主持。隨后,羅建教授以精彩演講開場。
新能源車用電機發(fā)展趨勢
羅建 | 上海大學教授,偉長學者,新能源電驅動中心負責人
出于碳達峰、碳中和目標以及石油戰(zhàn)略安全的考慮,我國著力發(fā)展新能源汽車產業(yè),如今我國新能源汽車的滲透率已接近30%。羅建教授表示,新能源汽車到底是省油還是用電,這是業(yè)界爭論已久的兩種技術路線,而增程器的底層邏輯不是要省油,而是用電不用油。
目前,新能源驅動電機具有調試范圍大、高密度、輕量化、高安全可靠性等發(fā)展趨勢。提高電機功率具有提高轉速和提高轉矩兩種方式,為提高電機轉矩,當前的主流路徑便是加大電壓或提高電流。羅建教授提出,目前在大電流路徑下特斯拉的電機技術較為先進,對此國內的電機人仍需要不斷努力。
新能源汽車電驅系統的高效硬件在環(huán)測試
李晉彪 | 德斯拜思機電控制技術(上海)有限公司電驅動工程團隊經理
德斯拜思機電控制技術(上海)有限公司主要提供機電控制技術產品開發(fā)工具鏈,主要服務于快速原型、硬件在環(huán)、自動代碼生成、虛擬仿真等領域。李晉彪介紹,硬件在環(huán)測試的主要作用是提供測試環(huán)境,即便在沒有實車和真實電機、逆變器的情況下,也能通過仿真板卡去模擬出實車上的電驅動環(huán)境。無論是功能層面還是硬件底層接口層面的故障,硬件在環(huán)都能很好地進行仿真,實現故障注入測試,以便于在研發(fā)早期進行產品級別的測試,提高測試效率、降低測試成本。
李晉彪表示,相對于傳統汽車的測試,電動汽車測試的最大挑戰(zhàn)是模型的挑戰(zhàn)。因需要保證被控對象模型能夠精確仿真出電路的特性,模型方案的數量將十分龐大,且對建模效率及硬件計算平臺性能的要求也會更高。針對電驅動系統,德斯拜思提供信號級、功率級和機械臺架級的硬件在環(huán)測試能力,且該高效測試系統還具備動態(tài)性、高精度等優(yōu)勢,能快速響應電驅系統的多種測試需求。
碳化硅器件在新能源汽車上的設計與應用
王天宇 | 羅姆半導體(上海)有限公司 FAE經理
當前,電驅系統、車載OBC、DC/DC等部件的集成化設計成為趨勢,車機系統也對半導體器件提出高效率、高頻率、高耐壓等要求。如今硅MOSFET導通電阻能力已達到理論設計極限,而碳化硅MOSFET具備高耐壓、低導通電阻等特性,在高耐壓應用場景下,碳化硅器件的優(yōu)勢更為明顯。全球知名半導體制造商羅姆認為,以碳化硅為中心提供整體方案,有助于電動汽車應用的小型化和性能提升。
此外,羅姆半導體對MOSFET的結構也進行了創(chuàng)新,推出雙溝槽結構MOSFET,相較于平面型器件進一步減小了門極氧化層的電場強度,以避免氧化層擊穿或氧化層性能退化的風險。王天宇表示,碳化硅器件的生產需要產業(yè)鏈上下游的整合能力,對此,羅姆具備從襯底到封裝的全產業(yè)鏈加工能力,打造出碳化硅生產的垂直整合體系。
電驅系統防水透氣解決方案 - 油汽環(huán)境下的動態(tài)涉水防護
方偉 | 戈爾(深圳)有限公司 應用工程總監(jiān)
戈爾是一家以材料科技為本的全球性公司,專注于研發(fā)創(chuàng)新產品及技術,為清潔能源、汽車、醫(yī)藥、移動電子等諸多領域的客戶解決產品及工藝方面的復雜難題。據方偉介紹,如果電機中的壓力下降,對應的集成電壓也會下降,從而會帶來放電風險,影響電機壽命。面對電驅系統內部復雜的油汽環(huán)境,方偉強調,需找到合適的透氣方案,迅速平衡電驅系統內外部的壓差;此外還需要防止水、灰塵、冷凍液等污染物進入電驅系統內。
經過眾多汽車制造商和各級供應商的證明和驗證,適用于電驅動系統的GORE?汽車防水透氣產品(GPV)擁有出眾的性能,不僅能防止水和污物進入電驅動系統,還能夠有效降低傳動系統或共腔油冷系統油液涉水乳化的風險,從而提高電驅系統的可靠性。
800V關鍵電驅技術
王海波 | 緯湃科技中國科技與創(chuàng)新部總監(jiān)
如今,新能源汽車正迎來800V的風口。緯湃科技致力于為可持續(xù)出行提供先進的動力總成技術,通過提供適用于電動、混動及內燃機驅動系統所用的關鍵部件和智能系統解決方案,讓出行變得更清潔、更高效、更經濟。目前,緯湃科技的第四代電驅800V油冷電機使用最新的碳化硅技術,采用8層扁線,可實現電機+電控+減速器三合一應用,同時集成了充電升壓等功能。本次大會中,王海波著重介紹了直流升壓充電和多功能電子箱兩項關鍵技術。
王海波指出,要實現從400V到800V的升壓,目前共有重置電池、通過升壓轉換器進行升壓以及利用現有電機和逆變器實現升壓充電三種解決方案。三種方案各有優(yōu)缺點,從性價比角度考慮,緯湃科技認為直流升壓充電是較有吸引力的方法。此外,緯湃科技還打造出一款多功能電子箱作為特殊的逆變器,可實現交流充電、三相交流充電、高壓充電、反向充電等功能。
長安增程技術創(chuàng)新實踐
杜長虹 | 重慶長安新能源汽車科技有限公司動力開發(fā)部副總經理
增程技術能通過油電結合的方式解決用戶的里程焦慮和充電難點。長安汽車認為,增程的電氣化屬性僅次于EV,屬于以電為主的技術。近日,長安汽車發(fā)布了新能源汽車“原力”技術,這項技術包括“原力智能增程”和“原力超集電驅”兩部分。在原力技術的加持下,電驅總成效率最高能達到95%,能讓車輛實現高達1200km的超長續(xù)航里程?!霸Α敝悄茉龀碳夹g的發(fā)布,也讓長安汽車在新能源領域獲得了更多競爭力。
基于長安的多年技術積累,長安深藍SL03集合了長安的自主超級電驅、高頻慢充加熱技術、iBC數字電池管家系統等多項先進技術。當前的增程市場主要集中于中大型SUV,展望未來,杜長虹表示,隨著長安深藍SL03等增程式轎車在市場上取得突破,未來的增程車型將向著緊湊型市場擴張,實現增程市場整體規(guī)模的擴大。
電驅動系統關鍵技術發(fā)展與展望
翟震 | 比亞迪汽車工程研究院電動力總成部總監(jiān)
如今,新能源汽車的快速發(fā)展也帶動了電驅動市場的快速增長。隨著電驅動市場的競爭日益激烈化、白熱化,技術成為了電驅動產品的核心競爭力。比亞迪認為,要挖掘電驅動的技術潛力,需要上下游產業(yè)進行聯動,從系統集成創(chuàng)新、零部件技術升級、材料性能提升等方面共同聯合創(chuàng)新,打造電驅動極致的整體性能。
為什么要做集成化?其優(yōu)勢是什么?翟震以比亞迪的八合一電驅動系統做出解釋。比亞迪通過將電機、電控、減速器、VCU、DC/DC、BMS等零部件集成到一起,實現共用殼體、一體式散熱以及取消中間連接件,最終使系統整體體積下降20%,系統重量下降15%,系統成本降低10%。正是因為采用了多合一系統,比亞迪海豚以A0級車型的車長實現了B級車的成員空間。未來,比亞迪還將通過電路集成、芯片集成打造更為深度的集成設計。
新能源電驅系統發(fā)展趨勢探討及挑戰(zhàn)
劉平宙 | 合眾新能源動力總成總工程師
劉平宙指出,隨著電驅系統性能指標要求的不斷提升,電驅系統整體發(fā)生了如下變化:高速系統逐步普及,高壓及碳化硅的技術路線也開始逐漸上車,扁線電機、油冷電機、高度集成化也成為了主流的技術發(fā)展態(tài)勢。
然而,驅動電機的發(fā)展也面臨著不少技術挑戰(zhàn)。以碳化硅高壓電機為例,SiC開關頻率高,對漆包線的絕緣沖擊大;其次,還需實現更好的EMC兼容性,以規(guī)避高壓和低壓的電磁干擾;除此之外,整個碳化硅高壓電機還需面臨絕緣系統要求、軸承壽命、成本等多方面的挑戰(zhàn),整個行業(yè)仍需對相關技術進行攻關。
劉平宙提到,面對當前電驅系統的發(fā)展趨勢,哪吒汽車發(fā)布了“浩智戰(zhàn)略”,旨在布局全產業(yè)鏈,以技術創(chuàng)造顛覆性體驗,形成整合優(yōu)勢。其中,該戰(zhàn)略包括中央超算平臺、基于SiC技術的高集成電驅動系統平臺、哪吒自研高效增程器等方面的布局。
上汽商用車電驅動技術解析
趙曉峰 | 上汽集團商用車技術中心電驅總成部總監(jiān)
在雙碳戰(zhàn)略的驅動下,新能源重卡出現加速發(fā)展的趨勢。得益于上汽集團的創(chuàng)新布局和產業(yè)鏈實力,上汽商用車在電動化、智能化、定制化等技術和模式創(chuàng)新領域始終走在行業(yè)前列。在新能源領域,上汽商用車堅持純電、混動、燃料電池三條技術路線齊頭并進,打造了數十款整車產品。
趙曉峰表示,關于多合一電驅的進一步融合,從芯片到功率器件的工藝還有更多工作需要進一步開展。他指出,碳化硅肯定是趨勢,但對于商用車的應用而言,成本更為關鍵,上汽商用車正對此積極開展研究。此外,功能安全的升級對商用車而言是更為重要的需求。后續(xù)上汽商用車將在功能安全、電機減速器升級等方面持續(xù)進行優(yōu)化和改善。
Hyper Tec—埃安AEP 3.0超跑級電驅技術
喻皓 | 廣汽埃安新能源汽車股份有限公司研發(fā)中心電驅系統部部長
作為國內較早涉足三電系統自主開發(fā)的企業(yè),廣汽埃安近年來不斷突破原創(chuàng)核心技術,取得了“多合一”高效集成電驅等一系列成果,在電動化量產技術上獲得領先優(yōu)勢。今年,廣汽埃安發(fā)布了全新一代高端純電專屬平臺AEP3.0,該平臺被命名為“Hyper Tec”,并發(fā)布了搭載該平臺的首款超跑車型Hyper SSR。在電驅性能部分,AEP 3.0平臺搭載極強的電驅系統,其中后驅單電機百公里加速時間僅需4.9s,而雙電機四驅零百加速時間最快只有1.9s。
喻皓強調,Hyper Tec平臺有幾大亮點值得關注:SiC技術應用、廣汽新一代E-Drive智能控制算法、扁線電機技術、功能安全、NVH優(yōu)化技術、效率提升以及開發(fā)資源。其中,埃安下一代X-Pin扁線電機技術基于多層扁銅線繞組技術、多媒介電機冷卻結構、高速旋轉元件的壽命與可靠性研究等技術,解決了扁線的柔性化問題,能滿足成本要求帶來的高功率密度和高效要求,以及高工況效率需求帶來的高額定功率密度要求。
新能源汽車驅動電機系統技術與產業(yè)發(fā)展
溫小偉 | 上海電驅動股份有限公司電控硬件經理
車用驅動電機系統作為電動汽車核心關鍵部件,對我國電動汽車的快速發(fā)展和產業(yè)化至關重要。目前上海電驅動股份有限公司已形成了適用于純電動與插電式客車、燃料電池與純電動轎車、混合動力與插電式轎車、小型純電動轎車等四大類電驅動產品研發(fā)平臺,形成了3kW-200kW功率系列化產品,為國內外整車企業(yè)和動力系統集成商配套開發(fā)電驅動系統產品200多個品種。
溫小偉介紹了新能源汽車驅動電機系統技術與產業(yè)進展,并指出,在絕緣材料方面,目前行業(yè)多聚焦于800V的絕緣問題,實際上還未形成自己的行業(yè)標準,仍在沿用原先的消費級或工業(yè)級標準,電機的絕緣壽命問題不容忽視。
北汽新能源電驅系統路線圖及800V高壓架構綜述
梁亞非 | 北京新能源汽車股份有限公司電驅系統總師
電驅技術的革新和發(fā)展,主要向著提升集成度、提升效率、提升功率密度、改善NVH等目標開展,而深度集成、扁線、高轉速、大速比、高壓、SiC等是幾項主要的技術措施。面向電驅系統的革新,北汽新能源規(guī)劃了大、中、小三個平臺的電驅總成,電壓涵蓋400V/800V平臺,總成功率覆蓋范圍60-600kW,滿足從A0級到C級車輛的需求。
當前,為解決充電焦慮問題而推出的800V高壓架構方案成為當下車企在高端車型上的主流選擇之一。梁亞非指出,升級800V高壓架構并且釋放高動力性和高充電性能后,由于動力總成需搭載SiC且提升動力性,整體成本將會有直接提升,因而真正的高性能800V高壓系統一定會增加成本。目前國內部分企業(yè)正著力提升SiC功率模塊應用能力,未來2-3年內將有望實現本土化批量搭載,最終實現從襯底-外延-晶圓-模塊的全產業(yè)鏈SiC資源布局。
大會最后,是 「2022蓋世汽車電驅動及關鍵技術優(yōu)質供應商」證書授予儀式。經綜合考慮產品的技術含量、市場反響與企業(yè)的發(fā)展?jié)摿?,蓋世汽車為電驅動系統、驅動電機、電控系統、OBC&DC/DC、電驅動功率半導體、高壓絕緣材料、電驅動零部件、電驅動裝備及設備等細分領域的多家優(yōu)質企業(yè)頒發(fā)「2022蓋世汽車電驅動及關鍵技術優(yōu)質供應商」證書,并收入「2022蓋世汽車優(yōu)質供應商推薦名錄」。
至此,蓋世汽車2022第三屆汽車電驅動及關鍵技術大會圓滿落下帷幕。蓋世汽車始終緊跟時事,關注汽車行業(yè)的發(fā)展。舉辦本次論壇,邀請各位嘉賓圍繞電驅動領域的熱點技術話題展開討論,并從市場、產品、技術等多個維度研判電驅動及關鍵技術的未來發(fā)展趨勢,具有推動汽車產業(yè)轉型、促進生態(tài)圈協同發(fā)展的意義。