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徐性怡:智能化、網(wǎng)聯(lián)化等對(duì)電力電子的影響

發(fā)布時(shí)間:2017年07月20日 08:04 作者:丁丁 來源:客車網(wǎng)
  2017年7月19日,中國電動(dòng)汽車百人會(huì)2017年第四期“電動(dòng)汽車熱點(diǎn)問題研討會(huì)”在湖南省株洲市召開,本期研討會(huì)聚焦“新能源汽車電力電子技術(shù)”。

  客車網(wǎng)從現(xiàn)場(chǎng)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(shí)。電力電子作為新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù),其技術(shù)進(jìn)步影響著新能源汽車產(chǎn)業(yè)向電動(dòng)化、智能化方向邁進(jìn)。會(huì)上,上海大郡動(dòng)力控制技術(shù)有限公司總裁徐性怡發(fā)言,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)錄如下:

  今天非常榮幸能夠有這個(gè)機(jī)會(huì)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(gè)世界汽車行業(yè)正在進(jìn)行根本性的變革,由于智能化、網(wǎng)聯(lián)化、動(dòng)力系統(tǒng)變化等等,這些東西對(duì)電力電子有哪些影響呢?我們看電力電子的應(yīng)用,一個(gè)是在電機(jī)驅(qū)動(dòng),還有一個(gè)是電源。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面,由于純電動(dòng)的出現(xiàn),系統(tǒng)的簡化,使得我們能夠以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來服務(wù)各種各樣的汽車。從電源的角度,因?yàn)殡妱?dòng)汽車實(shí)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(chǔ)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(chǎng)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(diǎn),它有哪些技術(shù)的要求。整車上看,動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等等,轉(zhuǎn)化到我們電力電子的系統(tǒng)來看,一個(gè)是它的密度要高;第二個(gè),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(gè)介紹。

  在功率密度高這個(gè)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(jī)、減速機(jī)、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(jī)的控制器,包括了DC/DC,包括了充電機(jī)。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(shí)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(gè)集成最主要的還是控制器怎么集成,有這幾個(gè)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(gè)體系當(dāng)中占很大一塊,一個(gè)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(gè)方法就是減少濾波,在EMC這個(gè)層面上越來越重要,所以濾波也成為了非常重要的一個(gè)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。可以看到,豐田的進(jìn)展從2004年、2010年到最近的整個(gè)進(jìn)步是非常之快的,它的進(jìn)步從何而來呢?這里面從它的電力電子封裝技術(shù)的進(jìn)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(gè)大模塊。再看它最新的,它把這些模塊拆開了,變成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊,用若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊把它拼起來,這個(gè)其實(shí)是一個(gè)非常重要的進(jìn)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(gè)其實(shí)也是我們很重要的一個(gè)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(bào)一下。我們第一代產(chǎn)品,雙電機(jī)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(gè)雙面水冷的碳化硅的結(jié)構(gòu),將來我們預(yù)計(jì)大概在2020年,當(dāng)然這個(gè)有點(diǎn)保守,會(huì)得到更大的進(jìn)步。

  說到這樣一個(gè)結(jié)構(gòu),最重要的幾個(gè)因素,一個(gè)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(diǎn)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(dòng)元件體積大大減小,同時(shí)由于頻率提高以后,可以讓電機(jī)轉(zhuǎn)速提高,使得成本進(jìn)一步下降。同時(shí),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(gè)的成品率提高,我們可以預(yù)計(jì)會(huì)非??臁,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(dòng)汽車的使用當(dāng)中這是一個(gè)不足的地方。高頻的效果來講,作為一個(gè)電機(jī)特別高轉(zhuǎn)速的情況下,機(jī)械傳動(dòng)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(gè)非常有前途的主流,隨著我們技術(shù)的進(jìn)步,它會(huì)逐步逐步的把這樣一些缺點(diǎn)彌補(bǔ)上來。

  第二個(gè)問題,整車可靠性。這里就不多講了,大家都很清楚了,但我們?cè)趺磥碜鲞@個(gè)事情?我們講汽車級(jí)的標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)榇蟛糠中履茉雌嚨墓?yīng)商都是來自于工業(yè)控制,它對(duì)汽車級(jí)本身的質(zhì)量其實(shí)是缺乏認(rèn)知的,我想這里強(qiáng)調(diào)一下,我們?cè)趺礃颖WC可靠性,我們要有汽車的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),首先設(shè)計(jì)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(yàn)證都需要做。第二個(gè),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(shí)還有一個(gè)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(jí)的標(biāo)準(zhǔn)來要求。(PPT)這張片就是舉個(gè)例子說我們要做測(cè)試的話,我們也借用英飛凌的一些經(jīng)驗(yàn),對(duì)工業(yè)級(jí)和汽車級(jí)上面不同的觀點(diǎn)。

  低成本,成本其實(shí)是現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)零部件企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn),一個(gè)新的新能源汽車市場(chǎng),一定要通過成本的降價(jià)讓用戶用得起才能應(yīng)用得起來。第二,中國的新能源市場(chǎng),包括世界新能源市場(chǎng),正處于拐點(diǎn)的時(shí)候,可以預(yù)見規(guī)模的快速上升,也會(huì)給我們帶來成本下降的很好的機(jī)遇。同時(shí),我相信在座的,包括我們中車、包括大郡、精進(jìn)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(chǎng)的要求,另一方面,我們有很多國外的同行們?cè)诒薏咧覀儽仨氁s緊,所以行業(yè)的進(jìn)步。這些都會(huì)使得我們有這樣的動(dòng)力往前走,但是在今天,在市場(chǎng)還規(guī)模還沒有形成,能力還沒有完全到達(dá)的時(shí)候,必要的政策還是需要的。從成本的角度,我大致給了一個(gè)數(shù),如果我們2015年是一個(gè)1的話,我們大概到2020年左右要達(dá)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(gè)新能源汽車產(chǎn)業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)工程,我就以咱們動(dòng)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(dòng)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(xì)節(jié)我這里就不多說了。

  最后我想說,在新能源的推進(jìn)下,電力電子這個(gè)技術(shù)得到了很好的發(fā)展機(jī)會(huì),現(xiàn)在的水平跟國外相比有相當(dāng)大的差距,但是這個(gè)差距在縮小。所以作為一個(gè)新能源汽車的零部件供應(yīng)商,我們大郡將會(huì)繼續(xù)的加大投入,堅(jiān)持自主創(chuàng)新,同時(shí)也堅(jiān)持開放合作,這樣我們?cè)跐M足市場(chǎng)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(chǎng)做出我們的貢獻(xiàn)。

  謝謝大家!

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