徐性怡:智能化、網(wǎng)聯(lián)化等對電力電子的影響
客車網(wǎng)從現(xiàn)場了解到,依靠關(guān)鍵技術(shù)的突破創(chuàng)新提高核心競爭力,已成為新能源汽車領(lǐng)域的共識。電力電子作為新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù),其技術(shù)進步影響著新能源汽車產(chǎn)業(yè)向電動化、智能化方向邁進。會上,上海大郡動力控制技術(shù)有限公司總裁徐性怡發(fā)言,現(xiàn)場實錄如下:
今天非常榮幸能夠有這個機會來跟大家分享一些創(chuàng)業(yè)過程當(dāng)中的感悟和做過的一些事情、一些觀察。
首先,整個世界汽車行業(yè)正在進行根本性的變革,由于智能化、網(wǎng)聯(lián)化、動力系統(tǒng)變化等等,這些東西對電力電子有哪些影響呢?我們看電力電子的應(yīng)用,一個是在電機驅(qū)動,還有一個是電源。在電機驅(qū)動方面,由于純電動的出現(xiàn),系統(tǒng)的簡化,使得我們能夠以一個標(biāo)準(zhǔn)化的驅(qū)動系統(tǒng)來服務(wù)各種各樣的汽車。從電源的角度,因為電動汽車實際上是可以作為新能源的一部分,跟新能源電網(wǎng),在分布式電網(wǎng)當(dāng)中做它的儲能元件。因此我們可以看到,將車上面的電池跟電網(wǎng)連起來,這當(dāng)中有很多的充電裝置,也是電力電子的產(chǎn)品,電力電子未來的市場前景也很廣闊。
在車載的電力電子的控制器當(dāng)中,今天主要關(guān)注這點,它有哪些技術(shù)的要求。整車上看,動力性、經(jīng)濟性、可靠性等等,轉(zhuǎn)化到我們電力電子的系統(tǒng)來看,一個是它的密度要高;第二個,效率要高;還有就是可靠性要高,成本要低。下面根據(jù)這些來做一個介紹。
在功率密度高這個層面上,首先是集成,系統(tǒng)的集成包括物理的集成,也就是說我們這里把電機、減速機、控制器全部集中在一塊,這是物理的集成。還有一種是功能的集成,在這里面包括了牽引電機的控制器,包括了DC/DC,包括了充電機。當(dāng)把所有的集成做好了以后,可以節(jié)省內(nèi)部的空間,節(jié)省部件,同時造車更方便了,EMC雖然是挺頭疼的事情但也容易做到,最重要的是成本和重量都有所下降。
要做這個集成最主要的還是控制器怎么集成,有這幾個方面。首先關(guān)鍵部件要做好,IGBT模塊、膜電容、電流與傳感器等。第二要看散熱,散熱在整個體系當(dāng)中占很大一塊,一個是提高散熱效率,另外一方面很重要的把元器件的發(fā)熱降下來,就涉及到控制,做一些優(yōu)化,當(dāng)然還有一個方法就是減少濾波,在EMC這個層面上越來越重要,所以濾波也成為了非常重要的一個部件了。
國外的角度上來看,我們以豐田,一直是咱們新能源汽車的標(biāo)桿企業(yè)為例??梢钥吹剑S田的進展從2004年、2010年到最近的整個進步是非常之快的,它的進步從何而來呢?這里面從它的電力電子封裝技術(shù)的進步可以看出一些端倪,2010年的普銳斯,它把所有的電力電子封裝成一個大模塊。再看它最新的,它把這些模塊拆開了,變成了一個標(biāo)準(zhǔn)的模塊,用若干個標(biāo)準(zhǔn)模塊把它拼起來,這個其實是一個非常重要的進步。一方面,雙面散熱,減小了散熱的體積,另一方面,使得拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較容易的來搭建,這個其實也是我們很重要的一個發(fā)展。
國內(nèi),這是我們過去做過的事情,也在這里把它拿出來跟大家匯報一下。我們第一代產(chǎn)品,雙電機控制器大概做到了8.5L,今天做到10.10L左右,明年下一代的產(chǎn)品可以做到17L,現(xiàn)在我們正在做的雙面水冷的結(jié)構(gòu)大概可以做到22L左右,再往后走可能是一個雙面水冷的碳化硅的結(jié)構(gòu),將來我們預(yù)計大概在2020年,當(dāng)然這個有點保守,會得到更大的進步。
說到這樣一個結(jié)構(gòu),最重要的幾個因素,一個是開關(guān)的損耗大大降低,使得損耗可以大大的降低。有哪些特點呢?由于開關(guān)損耗小,開關(guān)頻率大大增加,增加就可以讓非主動元件體積大大減小,同時由于頻率提高以后,可以讓電機轉(zhuǎn)速提高,使得成本進一步下降。同時,由于節(jié)溫,是耐高溫的,可以使得散熱效率更高。另外,存在哪些問題,第一,成本還是很高,現(xiàn)在大量的努力還是把整個的成品率提高,我們可以預(yù)計會非常快?,F(xiàn)在電池電壓不可能太高,這種情況之下寬禁帶高電壓的特性在電動汽車的使用當(dāng)中這是一個不足的地方。高頻的效果來講,作為一個電機特別高轉(zhuǎn)速的情況下,機械傳動的部分來不及了,受到限制了。還有耐高溫,盡管芯片的高溫可以耐得住,但是封裝材料其他的電子元器件等等,這些也都要有一定的過程。我們可以預(yù)見,將來這是一個非常有前途的主流,隨著我們技術(shù)的進步,它會逐步逐步的把這樣一些缺點彌補上來。
第二個問題,整車可靠性。這里就不多講了,大家都很清楚了,但我們怎么來做這個事情?我們講汽車級的標(biāo)準(zhǔn),因為大部分新能源汽車的供應(yīng)商都是來自于工業(yè)控制,它對汽車級本身的質(zhì)量其實是缺乏認(rèn)知的,我想這里強調(diào)一下,我們怎么樣保證可靠性,我們要有汽車的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),首先設(shè)計上面,我器件的高可靠性要滿足壽命,寬范圍的環(huán)境適應(yīng)性以及非常嚴(yán)苛的汽車驗證都需要做。第二個,在生產(chǎn)過程當(dāng)中要保證質(zhì)量,不良率要降低,一致性要好、可追訴性要好,同時還有一個成本的問題,這就是我們想從產(chǎn)品的角度,高可靠性應(yīng)該以汽車級的標(biāo)準(zhǔn)來要求。(PPT)這張片就是舉個例子說我們要做測試的話,我們也借用英飛凌的一些經(jīng)驗,對工業(yè)級和汽車級上面不同的觀點。
低成本,成本其實是現(xiàn)在這個行業(yè)零部件企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn),一個新的新能源汽車市場,一定要通過成本的降價讓用戶用得起才能應(yīng)用得起來。第二,中國的新能源市場,包括世界新能源市場,正處于拐點的時候,可以預(yù)見規(guī)模的快速上升,也會給我們帶來成本下降的很好的機遇。同時,我相信在座的,包括我們中車、包括大郡、精進等等,大家都在非常努力的提升自己,為什么?一方面我們自己要滿足市場的要求,另一方面,我們有很多國外的同行們在鞭策著我們必須要趕緊,所以行業(yè)的進步。這些都會使得我們有這樣的動力往前走,但是在今天,在市場還規(guī)模還沒有形成,能力還沒有完全到達的時候,必要的政策還是需要的。從成本的角度,我大致給了一個數(shù),如果我們2015年是一個1的話,我們大概到2020年左右要達到0.4—0.35這樣的水平才面前能夠跟上國際的水平。
最后我想說,咱們整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)是一個系統(tǒng)工程,我就以咱們動力系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈為例,包括了很多技術(shù),所以我剛才特別認(rèn)同蔡總剛才講的,咱們國內(nèi)這樣一些產(chǎn)業(yè)要關(guān)注那些特別關(guān)鍵的地方,比方說我們的IGBT芯片,我們的驅(qū)動專用的芯片,我們的DSP芯片等等,這都是非常非常重要的領(lǐng)域,細節(jié)我這里就不多說了。
最后我想說,在新能源的推進下,電力電子這個技術(shù)得到了很好的發(fā)展機會,現(xiàn)在的水平跟國外相比有相當(dāng)大的差距,但是這個差距在縮小。所以作為一個新能源汽車的零部件供應(yīng)商,我們大郡將會繼續(xù)的加大投入,堅持自主創(chuàng)新,同時也堅持開放合作,這樣我們在滿足市場需求的過程當(dāng)中,不斷提升自己競爭力,從而來為我們新能源汽車市場做出我們的貢獻。
謝謝大家!
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