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林程:電動客車驅(qū)動系統(tǒng)要因需設(shè)計、應(yīng)勢而動、贏在創(chuàng)新

2017-06-01 作者:韓喻 來源:客車網(wǎng) 原創(chuàng)
  2017年4月,工信部、發(fā)改委和科技部聯(lián)合印發(fā)了《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》的通知,其中重點(diǎn)談到“關(guān)鍵零部件重點(diǎn)突破工程”和“新能源汽車研發(fā)和推廣應(yīng)用工程”,表示將“支持優(yōu)勢特色零部件企業(yè)做強(qiáng)做大,培育具有國際競爭力的零部件領(lǐng)軍企業(yè)。掌握驅(qū)動電機(jī)及控制系統(tǒng)、機(jī)電耦合裝置、增程式發(fā)動機(jī)等關(guān)鍵技術(shù),支持動力電池、燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)攻關(guān),實(shí)現(xiàn)革命性突破,大幅提升新能源汽車整車集成控制水平和正向開發(fā)能力。”

  為此,針對如何才能在新能源客車電機(jī)及傳動系統(tǒng)的不同技術(shù)路線和技術(shù)方案之間做出正確選擇這一基本問題,客車網(wǎng)特意在2017北京道路交通運(yùn)輸展期間,對北京理工大學(xué)電動車輛國家工程實(shí)驗(yàn)室副主任林程教授進(jìn)行了專訪。
 

  電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)要因需選擇

  林程,北京理工大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,“國家萬人計劃專家”,電動車輛國家工程實(shí)驗(yàn)室副主任, 電動汽車北京市工程研究中心主任,長期從事汽車總體技術(shù)及電動汽車技術(shù)的科研和教學(xué)工作,擔(dān)任多項(xiàng)國家863及北京市電動汽車重大課題負(fù)責(zé)人。

  林程教授表示,電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車的區(qū)別就在于動力系統(tǒng)。不同于燃油車,電動汽車需要依靠動力電池提供能源,利用外接電網(wǎng)充電(或更換動力電池)補(bǔ)充電能,并通過主驅(qū)電機(jī)來進(jìn)行驅(qū)動,這是電動汽車驅(qū)動的基本原理。就新能源客車而言,電池和電機(jī)的種類能明顯影響整車的性能。

  現(xiàn)有的公交車是在城市中通過固定線路、固定里程,和基本固定的時間來運(yùn)行,城鄉(xiāng)公交(客運(yùn))、通勤班車也基本具備上述運(yùn)營特性,所以公交車在運(yùn)行當(dāng)中要科學(xué)地規(guī)劃運(yùn)營線路,要應(yīng)該根據(jù)運(yùn)營線路長短來確定動力電池的快充或慢充模式,電池容量的選擇與運(yùn)營的調(diào)度、排班也有很大的關(guān)系,還要綜合考慮(充電站等)基礎(chǔ)設(shè)施的布置和充電能力,以及停車的位置等因素。

  林程教授認(rèn)為,新能源客車發(fā)展的核心技術(shù)首先是“三電系統(tǒng)”,這當(dāng)中,以往社會的關(guān)注焦點(diǎn)往往是在動力電池方面,但我們應(yīng)該了解到,驅(qū)動電機(jī)的重要也絕不可忽視。

  據(jù)客車網(wǎng)了解,北京理工大學(xué)實(shí)際上是從事電動客車驅(qū)動研究最早的高校,同時在林教授的主導(dǎo)下,北理工的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在電動汽車動力總成及整車電控方面做得非常出色,得到了社會的廣泛認(rèn)可。

  林教授表示,用戶單位在選擇驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品時,也要區(qū)別對待?,F(xiàn)在城市公交車輛的最高車速一般最快不過70公里/小時,這種情況下,采用直驅(qū)電機(jī)就足夠了。但如果是要走快速車道,相應(yīng)車速就會達(dá)到80、90公里/小時,就需要考慮采用帶有變速箱的電機(jī),也就是帶AMT自動變速器的機(jī)電一體化電驅(qū)動系統(tǒng)。

  據(jù)林程教授介紹,現(xiàn)在很多企業(yè)提供這樣的解決方案:一個電機(jī)加上一個能夠自動換擋的變速箱,從兩擋到四擋,擋位越多,換擋越平順,沖擊越小。但是擋位多換擋時間也會偏長,需要綜合考慮。林程教授建議,如果電動汽車需要上高速或山路,應(yīng)當(dāng)首選帶變速箱的解決方案。

  

  

  驅(qū)動電機(jī)總成的發(fā)展方向和存在問題

  林程教授認(rèn)為,當(dāng)前電動汽車驅(qū)動電機(jī)正在逐步演化為電驅(qū)動系統(tǒng),往集成方向發(fā)展,這是趨勢。也就是說,隨著車輛品質(zhì)的提升和性能要求,將來驅(qū)動電機(jī)可能不只是一個電機(jī)了,而是一個電機(jī)復(fù)合驅(qū)動系統(tǒng),也可能是輪邊驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)不僅是電機(jī)本身,還包括齒輪系統(tǒng)和換擋控制器,發(fā)揮機(jī)電各自的優(yōu)勢,形成更高效的動力總成產(chǎn)品,并且最終發(fā)展成新型部件產(chǎn)業(yè)。

  但林程教授也表示,產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提和目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益,只有在基于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的情況下,才能下調(diào)成本,滿足市場需求,實(shí)現(xiàn)行業(yè)的健康發(fā)展。

  林程老師向電驅(qū)動企業(yè)建議說,作為電動汽車的核心零部件企業(yè),要立足于創(chuàng)新,要有自己的特色、自己的新東西,抄襲或者仿制只能帶來暫時的經(jīng)濟(jì)效益,不是企業(yè)長期發(fā)展之道。隨著新能源汽車發(fā)展,市場競爭必將進(jìn)一步加劇,企業(yè)只有不斷完善技術(shù),才能形成創(chuàng)新競爭力,與優(yōu)秀同行比拼時才更有說服力。

  

  林程老師告訴客車網(wǎng):其實(shí)新能源汽車,包括新能源客車在內(nèi),目前還有很多技術(shù)處于空白,國內(nèi)的整車和配套企業(yè)都應(yīng)該深入鉆研。同時,他也提到了一些擔(dān)憂:

  眾所周知,我們國家的基礎(chǔ)工業(yè),尤其是先進(jìn)加工制造、新型材料等領(lǐng)域與國際先進(jìn)水平相比,還有較大差距,比如齒輪傳動系統(tǒng)就是汽車行業(yè)的短板之一。作為身處汽車工業(yè)的一員,林程教授表示,希望能夠通過電動汽車關(guān)鍵零部件的快速發(fā)展,也能帶動基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展。

  針對驅(qū)動系統(tǒng)控制問題,林程教授表示,車輛的控制是需要分層級的,其中包括整車控制、電驅(qū)動控制以及底層的控制。林程老師舉例說,從整車動力學(xué)控制的角度來講,整車控制會根據(jù)車輛行駛工況的需求出發(fā)給電驅(qū)動系統(tǒng)提出要求,而電驅(qū)動系統(tǒng)需要更加關(guān)注高精度地、完美地完成整車交給的驅(qū)動控制任務(wù)。出于自身的局限性,零部件很難從總體上去全面把握整車控制的策略,所以對于電機(jī)企業(yè),或者其他零部件企業(yè),應(yīng)該是高品質(zhì)地完成執(zhí)行工作,要合理地界定控制的不同層次。

  例如AMT的控制,有一部分是要滿足動力系統(tǒng)效率的,有一部分是要滿足整車運(yùn)行需求的,不同的工況可能會有不同的控制要求,這就需要傳動系統(tǒng)和整車來進(jìn)行協(xié)調(diào)。

  從行業(yè)下游到政策頂層應(yīng)各盡職責(zé)

  從2009年的“十城千輛”至今,電動汽車的發(fā)展必然性已經(jīng)深入人心,電動汽車的市場應(yīng)用也已經(jīng)越來越成熟和明朗,但是行業(yè)發(fā)展需要從上到下一致行動,為此,林程教授表示,政府和整車制造商,對零部件企業(yè)都應(yīng)承擔(dān)起各自的責(zé)任:

  第一,希望政府多支持和扶持不同方向的零部件企業(yè),只有把新能源補(bǔ)貼政策公平地分配給整車企業(yè)、零部件企業(yè)和用戶,才能更好地推動行業(yè)發(fā)展。只有零部件整體發(fā)展起來了,整車才能做得好。

  第二,對于整車廠來講,不要過度地壓價零部件廠,也不要采用低價競爭策略。特別是大型整車企業(yè),應(yīng)該形成扶持零部件企業(yè)的責(zé)任和意識,形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,或者是形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈條??梢越o零部件企業(yè)提出高標(biāo)準(zhǔn)的要求,讓零部件企業(yè)在滿足需求的同時把品質(zhì)做好,整車的品質(zhì)自然也能提高。

  結(jié)語

  這是林程教授的期待,也是林程老師為中國新能源汽車邁入世界汽車強(qiáng)國行列所給出的解決辦法。正如《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》(2017)提出的:讓產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系不斷完善,企業(yè)創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)。動力系統(tǒng)、高效傳動系統(tǒng)、汽車電子等節(jié)能技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,動力電池、驅(qū)動電機(jī)等關(guān)鍵核心技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。
  
延伸:
高端對話:北京理工大學(xué)教授林程對話精進(jìn)電動董事長余平

客車網(wǎng)專訪北京理工大學(xué)教授林程
 

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