【2019WNEVC】精进电动蔡蔚:电机系统对汽车产业链的机遇与挑战
盖世汽车资讯 · 2019-07-03 20:57:00 · 热度:加载中...
2019世界新能源汽车大会(WNEVC)现场嘉宾演讲实录,敬请关注!...

经国务院批准,世界新能源汽车大会(WNEVC)于2019年7月1-3日在海南博鳌隆重召开。大会着眼于全球汽车产业的转型升级和生态环境的持续改善,通过聚集全球专家智慧和产业精英,共同交流探讨新能源汽车在技术创新、产业创新、政策创新、市场模式创新等领域的成功经验与发展趋势,凝聚产业共识,明晰汽车产业转型升级的方向,探索电动化、智能化、共享化协同发展的有效路径。在“先进电驱动技术”的主题峰会上,精进电动科技股份有限公司创始人兼CTO蔡蔚发表了演讲,内容如下:

谢谢大家,很感谢大家,有机会来跟大家分享一些需求,刚才Dott.Ing先生讲了一下前站发展的很多需求,温老师又谈了一下碳化硅,我只谈需求。我们还需要什么样的东西从而使我们的系统性能更好一些。在讲这个之前呢?这两个图片是宣传的图片,说的什么意思呢?实际上减少二氧化碳,用中国现有的情况用电动车没法真正减少二氧化碳的排放,但是我们国家发电所用的煤电,2050年降到13%,剩下就是可再生能源发生,同样以特斯拉,今天开一公里排放188G,到那个时候还是这辆车可以排放52G的二氧化碳。今天在中国排放188G的二氧化碳,在美国排放不到120G,所以二氧化碳的排放与发电有关系,我们国家向着可再生能源发电方向发展。第二个也是一个宣传片,我们国家的A级车和B级车基本上耗电在30度以上,北方的时候冬天耗电较多,南方的时候夏天耗电较多,我们国家的排放PM2.5、微颗粒和有毒气体大概是多少?2010年的时候大概是6G左右,可是到了2015年的时候接近1G,2016年从发电厂的电表上一度电排放一G有毒气体。按照这样去计算,我们假设从电厂送电送到电动车用电大概是6%的损耗,我们假设充电的平均效率可以达到90%,当然很多没有到90%,基本上好的到90%,这样的话,我们就可以看到一个30度电的电动车,即使我们用的100%的用煤发电,中国现在用煤发电不是100%,65%-68%,即使100%的用煤发电,我们比国六的排放还低30%,100%的用煤排电对电动汽车更好,对你的呼吸和肺癌更有好处。全世界向二氧化碳降低的方向发展,中国也是一样的,降低二氧化碳不仅靠车本身的能力,当然你也要做很多的工作,电机系统效率更高应该都会降低二氧化碳,能源要跟他一起。这是很重要的事情。

另外一点,大家都知道2020年百公里五升,2025年是中国的要求,以及双积分政策,大家都比较熟悉这个。对于B级车和A级车而言,基本上没有汽车电动化没法做到百公里五升或者四升,做不到的话,得出的结论:汽车电动化不是可选项,而是必须项,不干也得干,你想在汽车行业混,汽车电动化是一个必须的方向,没有别的路可走。接着讲,中国是不是唯一的一个要求说必须双积分,我卖油车必须卖电动车,必须生电动车,不是的,加利福尼亚就是。加利福尼亚2018年空气清洁委员会更新新的法规要求2018年5%,2019年7%,一直到2020年12%,零排放,开的时候不能有排放,这是很高的压力。这节是特斯拉每卖Model� X可以拿3.5万美金,每卖一辆车,这个钱是加利福尼亚拿的吗?像中国政府一样吗?不是,州政府拿的,全部丰田汽车等等掏的,为什么呢?因为在加利福尼亚没有像特斯拉这样的零排放就得交钱。这是我们讲的插电混合动力和增程车,有电的时候就是插电,没有电的时候就是混合动力。我们讲的电驱动系统实际上指的蓝框里面的,蓝框里面的东西就是电动汽车的核心,把上面加一个盖就是电动汽车,任何内燃机合到一起加盖就是混合动机,与下面的燃料电池加在一起就是燃料电池车。以电机为核心的系统将逐步成为核心。电机的本题,变速箱、连接控制器,伏机控制系统,车载充电器,这些用算法和软件连接起来,与整车的关系是机械的关系、电的关系、热的关系和通讯的关系,当然还有无线通讯,现在网络通讯也是一个连接的方式。

我们叫霸王表,你弄的东西有什么呢?大概有这些东西。当时我创始公司的时候,拿着去要钱的时候就拿这个东西出来说的。那么对于电机来说有一些什么样的要求呢?我们一般来说至少要有这样的要求,刚回到国内的时候,第一个项目给上汽做的,上汽给了我半页的东西,后来我做成了30页的东西,实际上我们现在拿的国际大概500页左右,最少的,对于一个电机系统的要求,我现在拿到就是国外的这些。所以这只是非常重要的一些。我就不一一地念了。电机的比较,反电式更接近于正弦,对于电容有好处,少用电容,把电机做好一样可以少用电容,转矩温波做出来使温度变小,波动变小,使人更舒服。右边是三电的主要趋势,电机是感应电机,办到体向碳化硅等等方向发展。讲讲到了氮化+,等会儿会提,三元向固态电池发展。我们最近发现一个问题,日本的尼桑Life为啥不去火气并没有用固态电池。电机基本上感应的,感应的电机和永磁电机是主要的,感应电机与永磁电机的优点是什么?低效的,感应电机不一定赶上永磁电机,对于传感器要求严,对于传感器速度变化区间硬度要求严。感应电机在轻载的时候感应较差,所以在NEDC工况下差,感应电机与永磁电机一般情况下差1%-2%,但是在NEDC工况下至少差8%。中是感应电机与永磁电机在不同的工况下,现在基本上不用复杂的空况,为什么呢?因为把动态的损耗去掉了。感应电机和永磁电机不是差一个点或者两个点,不是我们考察效率的时候差不多,而是可能差五六个点。这是特斯拉的事,有人说特斯拉用感应电机,为什么用感应电机?我不讲为什么,它现在不用感应电机,而且我认为它将来不会用感应电机,不详细讲。这是用感应电机和不用感应电机的里程差别,差10%以上。

第二个是用好的永磁体还是用差的永磁体,还是不用永磁体?德国或者美国车厂的人担心中国会控制永磁体,实际上我们控制不了永磁体。待会儿会有简单的数据告诉大家,中国控制不了永磁体,也不会控制永磁体。好的永磁体和差的永磁体和不用永磁体的区别,先用好的,再用差的,再拿掉得出三个结论:这一转矩全范围内不用永磁体可以做电机,可以,做的功率密度和转矩密度差了;用永磁体和不用永磁体的就是输出的功率小了,输出的功率低了。还有一个最大的因素就是功率因素低了,很多搞机械清楚,有一些做功率的时候,把控制器送到电机去做功,除了自己吃掉,还有一部分控制器送给电机,电机送给控制器这样反复,如果不用永磁体或者少用永磁体都会产生问题,不一定永磁体用得越多越好,这里面还有一个度。

这里面还有一个问题,用永磁体或者用控制器,用好的永磁体就可以把电量容量降下来,电量降下来,控制器也便宜。我们之前这么做,永磁体是工艺和技术之前,电机不是的,电机是材料值钱,材料没有停止过涨价,工艺和技术才是可以降低成本,建议大家尽量多用大容量的控制器,少用材料。其实差得不少,如果电机设计不好可以使劲用控制器,控制器弄不好可以把电机容量做大一点。这是奉田的四个东西,大家都清楚,我们把这个东西细化,拿出来做第三代和第四代,转速更高,目的就是使电机变小,电机为什么变小?因为转矩小了,转矩的大小与电机成正比。第四代把永磁体裂变了,原来是沿着轴线方向分很多块,很少时候沿着径向分块,把轴线和径向也分块;三是增加了磁桥;四是表面开了明显的辅助槽。我们降低损耗减少永磁体退磁的风险,增加两个磁体的速度可以在电机上满足要求,增加永磁槽为了解决振动和噪音。大概这是一个主要的研究方向,所有的东西变小了,电机变小了,唯一目的泵变小了,冷却很重要,把电机变小了,怎么样变小,把电机变大了,当然加了冷却,还有别的措施通过增加转速,把泵变小了。这是更家的统计结果。每一千瓦用的铜是多少,永磁体是多少,少用一点是一个趋势,不是越来越少,越来越小,不是这样的道理。这就看整个系统设计的问题,总而言之,我们看到这样一个结果,这是径向变动的结果,5.3千瓦的情况,这是一个产品,大多数情况都多了,但是大多数情况不是特别详细,电机做完了接近3个千瓦,每个轴都加进去每公斤接近3个千瓦。

直截槽还是斜槽来做,斜槽造成一大堆问题,造成割裂等等问题,很多人采用斜级,因为真正的斜级没法做,抛物线+曲线非常复杂,没有人能做。我们采用分块,分块有一个问题,有两个分块:一是直的分块;二是微型分块,我想说微型分块是非常好的。直线分块使轴的下降,轴向电流,造成轴承大大下降,(01:16),微型的斜级好,只要轴向力可以抵消就可以。大家可以斜和不斜的结果。转矩微波大大降低,降到1%-2%,高速的时候没有必要把转矩微波降到4%、5%,低速的时候还是容易做到。另外就是矩形导体,刚才有人讲过了,我是世界上第一个把它引入汽车用的,第一个是通用的雪弗莱,后来奉天开始用,宝马开始用等等,层数越来越多,为什么呢?为了降低涡轮损耗,端流开始降低,为什么呢?为了降低环流损耗。我们提出一个永流体,放进材料拿到永流体在85%以下或者75%以下甚至更低,国内最好是85%甚至往90%以上,怎么样在加工方面,我们对磁体公司提了一些要求,我们对电机公司提了一些要求,同时对磁体和电机合起来提了一些要求。永磁体涡轮降下来降低涡流,涡流降不下来怎么办?砍成一块一块塞进去,塞进去就是成本和钱,这在制造当中有很大不确定性。第二个耐腐蚀,我们最怕建滤棚,首先要保证不生锈,另外是使得涂层不得是导电的,国内大部分企业或者很多企业导电,为什么呢?因为用的镀层,便宜。

这是实验的周期,我们通常需要30个月左右的验证时间,我们国内由于每年都改变补贴政策。所以一年一改变,一年一更新,所以我们的电机或者我们的东西普遍实验不到位,因而我们做不出来宝马和奔驰,这是一个很大的问题。控制器,我就不说了,在一个插电增程的车当中方块都是跟控制器有关。对控制器来说是软件,用软件不同的算法来增加电机的输出功率,降低电极的电机,电机主动控制是一个方法,(01:20),所以有很多的东西,软件是非常重要的。第二个,我们不要仅仅追求最高点的效率,最高点的效率并不重要,最重要的效率是NEDC工况,或者说全球(英文),我们要解决这样的问题,再换句话说,您这个地方效率高,我用你了吗?没有用你,你那是就是好看不好用,下面这一块才是最重要,怎么样提高下面这一块与提高上面这一块不是一个办法。我们要解决这样的问题。这是电机比较电容容量大和小,这就是我刚才讲的控制器,弄小的电机解决大的控制器,涉及到散热的问题同一个电机不同的结果。两个控制器谁高多少,谁低多少。

Drve,集中驱动,不管是四驱还是两驱,传统都是集中驱动,如果是未来的发展就是分布驱动,分布驱动是未来的方法,现在是机械较多,未来是电较多。这次评选分布驱动变成一个未来的技术,我说未来五年很难量产,尤其是轮毂还是一个问题。两档开发器目的就是把电机变小,满足低速的爬坡要求和高速的要求,满足两个要求,否则使得电机的转数越来越高,1.8万转或者2万转,最后做不出来了,所以两档开发器还是有需要的,不仅是减速器。这是颗力源的东西,我们中国也能讲混合动力系统,统筹混联的系统。我再提到另外一个,四驱在电动化的过程当中是分开的东西,前轴和后桥可以分开驱动,我们有一系列的产品来解决,前驱或者后驱都是三合一或者多合一,多个东西方在一起,前面一个模块和后面一个模块放在一起就行了,但是主机厂是否相信这些东西是一个问题,很多主机厂说我要集成,你提供一个电机,他提供一个电机,他提供一个减速器。有时候你很难告诉主机厂,你为什么什么都行?我不相信世界上有万能的人,有的公司大了可以。这是一个混合电机系统,它是一个发动机,前面是双电机的系统。

这里加了一个离合器,离合器在高速断开,拖车的时候不至于造成损坏,不用限制拖车的速度等等打开,这是三合一的情况。这是国外的,大家都知道这是美国的,我已经讲了好几次了,而且我把它又细化了一遍,我个人认为它的有些东西是不错的,好些东西是不错的。不管是错的还是好的,每立升做了一个价格,2020年是2000多块钱,不到3000多块钱,您如果做不到这个价钱,这个行业难混,将来做到这个价钱电机。用碳纳米管+铜,导电率不变,载流能够增加100倍。这就是我们使控制器变小,为什么使控制器变小?我们做到不到30%,一大块就是滤波的,还有一大块就是电管。我们国家差什么呢?中车在这儿做出来了,大部分是洋人的模块,很多芯片离了美国、日本、德国肯定不行,离了哪一家都不行,世界应该是一个团结的互相合作的一个世界,我还是推动世界合作的。电机也是这样,中国电机有很多的东西,包括刚才讲到的永磁体等等与世界有很大的区别。这是对硅纳片的要求,这是对于永磁体的要求,永磁体回收利用的要求等等。这是永磁体全球的情况,右边是矿藏储存量,中国是世界上最多的,但不是特别特别多,我们在纵晰图占有优势,在清晰图,美国不压于中国。永磁体在全世界有多少用的?中国用得最多,把永磁体价格提到以后,谁受损害最多?我们受损害最多,之后是别人,这是中国出口稀土的比例,这不是永磁体,上面是永磁体,我们一定要注意这些问题。这大概是美国永磁体只有7%,稀土当中只有7%用在永磁体,日本有23%左右,中国有40%用在永磁体上,我们是最大的用户。增长转数产生了碳化硅,碳化硅是温老师讲的,我不详细讲了,刚才温老师讲得比较清晰。

只想问一个问题,我们需要解决触发板和模块板两个二板合一,因为这两块决定了一个漏电感和电容之间的问题,如果做不到这一点漏电感增加,漏电感增加产生一系列的公式,碳化硅应该解决的问题,哪些东西应该解决什么样的。这是丰田的东西,碳化硅满足下一代电极2的性能也不多讲了。最后一个,给大家报告一个好的消息,精进电动拿到欧洲著名主机厂碳化硅的量产项目,我们下一步给欧洲著名主机厂供应碳化硅,我们逐步提高自己的能力,我们给美国的OEM做电机和总乘系统,也给德国很多东西做研发。未来大家团结一致,我们现在给谷歌增加了很多的量,我们现在的税是27.5%,原来是2.5%这个税,从去年开始交起,我们希望中美通过谈判的方式解决这样的问题,否则只能上美国办厂,上美国办厂大家会说不爱国,我们要爱国。中美之间,我们希望欧美的谈判取得非常大的成功,谢谢。

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本文来源:盖世汽车资讯