2014年国家对新能源汽车发展推出了一系列利好政策,我国新能源汽车市场出现了快速增长,我国驱动电机产业也获得了快速发展,推出了一系列的驱动电机系统新产品。同时,我国驱动电机产业结构呈现出多样化的发展趋势。以下主要从我国驱动电机产业发展和技术进步两个方面展开分析。
一我国驱动电机产业发展概况
(一)产销规模实现翻番
驱动电机系统作为动力系统的核心关键部件,其市场需求与新能源汽车市场规模同步增长。以我国新能源汽车为例,2014年我国新能源汽车产销量均接近8万辆,2015年有望达到20万辆,我国驱动电机系统的供应量需要达到同等规模和能力。除此之外,由于变频调速技术在节能方面的突出贡献,驱动电机系统可延伸应用于轨道交通、工程机械、工业应用等运行系统与传动控制领域,其市场需求巨大。
从2010年至今,随着新能源汽车市场的持续发展,我国驱动电机生产企业电机产销量逐年增长,并呈现出快速增长趋势,特别是2014年我国主要驱动电机生产企业的产销增量超过100%,产品销售收入实现翻番。我国主要电机生产企业的驱动电机系统的供应量如表1所示。
表1 我国主要驱动电机企业电机系统供应量统计
(二)产品性能持续提升汽车电机
从新能源汽车驱动产品指标发展看,由于不同车辆对驱动电机系统的需求差异,对应的驱动电机系统产品技术指标有所不同。
(1)乘用车用驱动电机逐步向着大功率高转速方向发展:驱动电机最高转速达到10000~
12000rpm以上;驱动电机峰值功率逐步加大,A0级纯电动轿车峰值功率需求普遍达到80~90kW以上;在转矩需求方面,随着用户对电动汽车驾驶乐趣需求的不断凸显,低速区域峰值转矩需求不断增加,A0级纯电动轿车峰值转矩需求达到240~280Nm。
(2)商用车驱动电机逐步向高功率大转矩方向发展:在功率需求方面,为进一步提升整车节油水平,插电式混合动力客车的驱动电机功率不断增加,同轴并联构型的驱动电机峰值功率达到80~100kW以上;双电机混联构型的驱动电机峰值功率达到120~150kW以上。在转矩需求方面,受制于自动变速器的产品成熟度和动力系统整体成本水平,多数企业省去了变速器或者减速器,采用驱动电机直接驱动,因此对驱动电机的转矩需求不断提升,插电式深度混合动力客车和纯电动客车的驱动电机转矩一般可达2800~3200Nm以上。
在电机控制器方面,我国电机控制器产品总体上在体积和重量上不断降低,产品的集成度不断提升。在乘用车和商用车方面的控制器产品发展也存在一定差异。
(1)乘用车驱动电机控制器集成化发展需求迫切。由于整车布置空间和重量的限制,驱动电机控制器与DC/DC集成为电力电子控制单元,总成系统功率密度得到提升,可达到7~
8kVA/L;部分产品还集成了车载充电机(AC/DC模块)和V2G(Vehicle to Grid,车辆向电网供电)逆变功能。
(2)商用车驱动电机控制器通用化发展趋势明显。为进一步减少产品种类,降低成本,商用车用电机控制器往往采用通用化、规格化产品,即一个规格电机控制器可以覆盖多种规格的驱动电机;另外,也出现了将两个电机控制器、车载DC/DC变换器、高压水泵控制器以及高压配电单元等集成的五合一控制器,进一步节省了布置空间。
(三)主要企业加快发展
2014年,伴随着我国新能源汽车市场的爆发式增长,我国主要驱动电机企业发展迅速,产品种类不断丰富,产能建设不断提升,个别企业已经开始为国外企业配套。
1.产品规划
在产品及规划方面,以上海电驱动、上海大郡、精进电动、南车株洲、大洋电机为代表的国内主要驱动电机企业,推出了覆盖各类新能源汽车需求的全系列、规格化的驱动电机及其控制系统产品,并重点突
出了具有量产规模的产品研发和供应链体系建设,形成了适用于纯电动与插电式混合动力客车、燃料电池与纯电动轿车、非插电式与插电式混合动力轿车、小型纯电动轿车四大类产品的研发平台,系列化产品覆盖了42~200kW功率范围,广泛配套于我国主要新能源乘用车和商用车整车生产企业。
在乘用车驱动电机领域,上海电驱动推出了功率范围涵盖42~90kW的系列化驱动电机及其控制器产品(见图1),为奇瑞、长安、江淮、华晨、一汽等整车企业的纯电动和插电式混合动力轿车配套。
图1 上海电驱动乘用车系列化驱动电机系统产品
在商用车驱动电机领域,上海电驱动推出了基于AMT(Automated Mechanical Transmission,机械式自动变速器)同轴并联动力总成系统(见图2),该系统具有产品可靠性高(出勤率99%以上)、节油率稳定(10.5m公交车节油率达50%,12m公交车百公里油耗22L)、工况适应性强(采用AMT变速实现大转矩起步,可用于山区工况)等优势,在非插电式混合动力和插电式混合动力公交客车领域获得了广泛应用。
图2 上海电驱动商用车插电式混合动力总成系统
上海大郡先后推出了适用于增程式电动轿车和增程式电动客车的双电机动力总成系统(见图
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