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机场车辆电动化驱动系统技术及发展
时间:2020-11-20| 编辑:sunwenjin|【
 

李红旗:各位领导、各位专家、各位同仁:

大家下午好!

首先感谢主办方给精进电动机会,让我们分享最近几年做的工作,尤其是对威海广泰一起联合开发的产品,希望能够在未来以及机场提供更好的产品和技术服务。

主要分享一下精进电动在过去几年一些探索创新的技术,这是研究成果,结论就是中国对新能源车辆电动化政策以及未来趋于国策主要原因就是燃料安全和燃料结构改变。

因为是驱动系统,原来大家熟悉都是发动机、柴油机、汽油机传统燃油技术,包括效率改善分享一下蔡博士的研究,就是电动化能效最好状态是目前最好的技术,最好效率可以达到34%,综合效率是最高的。

车辆电动化不仅仅是公共系统还是非公共系统,不管是高速公路还是机场,整个运营成本、环境改善等这些方面提供很大贡献对于我们理解的机场车辆优势甚至范围比较广大,在座各位都是专家,比我都清楚,但是我们理解驱动系统需要实现的目标能够帮助客户想到的是从车辆的环境上,因为长期的等待以及低速运行会导致废气污染,从机场的运营操作方面来说,电动化的机动系统精确速度控制成为很重要的解决问题,我们重点也是在这当中包括动力性以及平稳性机场与飞机对接方面实现安全。

很多人都问我,包括这次开会也有很多人问我,就是感应电机与永磁电机到底有什么区别大家熟悉的电机都是感应系列的电机,最近十年以来,尤其是在推进新能源汽车策略下永磁电机出现了,永磁电机与感应电机有什么区别蔡博士总结了一下,永磁电机高速损耗以及效率跟体积轻量化比感应电机具有优势,当然也有局限性,永磁电机高速运转没有优势,感应电机是低速损耗比较高,这就是为什么同样功率下感应电机比永磁电机大很多的原因。购置成本永磁电机也是劣势,制造成本比较高,感应电机制造成本相对比较低。制造方面永磁电机的品质、一致性非常好,但是感应电机离散性比较大。我说永磁电机的缺点比较多,永磁电机在高温退磁是非常主要防范,当然优势特别多,有很多厂家会用低磁,在前期用的很好,永磁恶化会导致很多安全事故。从这几个点来看,精进电动秉承高效、高混合型等方面选择核心材料和核心零部件方面没有讨价还价。我们公司理念“宁可不做生意,也不放弃我的标准”。

选择机动系统电机时一定高度关注永磁电机退磁,因为这个退磁完全跟温度相关的长期高温下运行如果说磁体不能承受高温,在这样工作状态下会退磁,这是不可逆的,最后的结果会导致瞬间的动力丢失,瞬间动力丢失了会导致车辆停止,或者是造成追尾,所以决定永磁电机成本是永磁体,永磁体核心就是永磁体配套以及永磁体性能含有稀土种类和稀土结构。精进电动在永磁体方面有很多专利以及我们专门配方,所有为公司生产永磁体的企业都是利用我们的配方进行生产,对所有国内做永磁体上百家企业都会做前面检测目前在国内通过严苛检测的永磁体只有2-3家,我们感到非常遗憾因为大家都是最终使用者跟大家分享一下,永磁体在前期很难发现问题,尤其是产品参数表都是一样,但是长期工作以后尤其是夏天性能会直接导致很大的差异,可能还会导致安全事故。

借这个机会跟大家做一个小广告,就是我们公司是什么公司我们叫精进电动,精进电动是做整个驱动系统的,我们现在目前在全球有不同的基地,在中国总部研发是在北京,美国底特律也有我们的工厂和研发中心,产业化山东菏泽是我们最大的制造基地在这几年的发展当中,非常感谢宁德时代。宁德时代在行业内领头企业,在电池机动系统里也是被认证的领头企业,行业内有一个普遍说法,确保新能源车辆的品质性能最好的配置应该是宁德电池+精进电动,所以我们威海广泰也是为机场客户负责任的选择。

精进电动是国家级的认证中心,也是国家的测试中心,我们整个研发团队来自全球。当我们跟国外企业进行PK时,他们也不单纯地认为我们是中国的企业,而是把我们当作全球化的企业来看待。最近拿到国际上著名品牌长期量产项目,比如大众商业集团,我们拿到玛莎拉蒂驱动系统,明年就会投产。

我们产品有电机本体还有传统的电机控制器以及IGBT电机控制器,还有200千瓦的明年投产全球化平台产品三合一系统,这也是世界上第一个量产的豪华车驱动系统。在品质管控上面也是去年获得了菲亚特克莱斯勒全球杰出质量奖。

主要的特征特点刚刚也讲了,我们在效率上比市场其他品牌高2-3个百分,安全性能上达到最高级,高效节能上相对于一些很多用电机+变速箱、AMT等等这些我们经过测试节能要非常的好,而且我们的NVH的水平,昨天大家也都试驾了威海广泰飞机牵引车和摆渡车,都会有切身感受。

为什么可以实现优点,就是我们品质保证我们整个控制器模块全部是深级的,英飞凌分两种,英飞凌IGBT分工业级和深硅级的,当然有很多是用英飞凌450级工业比较多,我们都是用深硅级。我们芯片是用多核芯片,其的是使用单核,永磁体是用自己制定的标准,可以承诺我们的电机在十年甚至更长的时间,保证高效率10-15年退磁率不超过3%,这就说明我们的电机可以用到车辆进行报废拿过来进行二次使用,就是把轴承、易件更换之后以及外面弄干净可以重复使用,这是我们的承诺。

我们的轴承,尤其机场车辆的轴承全部是用进口的,应该说国外的SKF品牌或者是FAG品牌。

其实电线差异是很大的,我们的整个电线都是使用国际上顶级品牌,很多人使用精进电动就是过瘾。确实,只要愿意用电机可以保证10-20年免维护,可靠性和后成本改善非常的明显。

分享一下我们工作的案例这是非常经典的案例,从2013年到现在批量生产的产品,这个产品市场保有量达到将近三万台,累计行驶里程超过了十亿公里我们做过统计,这个产品最大的特征就是可靠,轴封部分全寿命免维护,就是十年、二十年这个地方不需要做任何保养的,这是现在其品牌做不到的。

这也是同样的平台产品,也是经典的产品,这个平台车是我们目前市场保有量最大的平台车,已经达到将近七万辆市场,而且这两个平台车产品不仅仅在中国,包括在欧洲、美国、澳大利亚、泰国各种地理环境国家进行全面使用,将近六年考验目前市场的表现非常的优秀!

牵引车有两个不同应用,一个是带变速箱,一个不带变速箱的。这是50吨的牵引车,昨天现场看了,今天花点时间讲讲双电机和单电机以及变速箱之间的关系。这50吨的牵引车下面的布局就是两台双电机系统,两台双电机系统就代表着我们的控制精度非常平稳,飞机就不会存在顿挫和冲击我们整个产品结构以及部件选择都是采取国际最顶级的标准。

双电机的概念是什么?现在双电机是在一个轴上面有两个转子,在一个箱体里面有两个定子,这两个是输出相同能力,就好比两个人抗一桶水一样,根据工况分配符合量。我们公司核心就是算法包括控制策略,这两个电机如何谁先动、谁后动,谁出力、谁输出,我们有非常明确的算法,很多东西竞争不是硬件竞争,核心内容是软件算法,我们通过核心算法可以实现这个电机平稳运行以及高效节能。

大家都知道电机对整个效率以及工作的曲线转速、扭矩以及输出关系,机场车辆基本上都是拐点进行工作,我们通过算法可以有六步骤管理模式,能够实现在这个系统运行最大效率区域进行工作。

双电机使用的情况从电量电耗来看非常明显,并且可以全寿命,相对于AMT或者其他变速箱要定期换油和保养,包括换挡顿挫和时间差异导致运行不平稳,这些完全都可以避免整个双电机系统可以实现全生命免维护,避免后期维修保养以及各种消耗,还可以保证你的出行率。

在未来机场设备以及技术储备,简单讲一下现在目前做的工作。第一就是集成化的问题,我们认为变速在要求高平稳状态下工作,与电相结合情况下变速技术路线是值得商讨,但是减速这一块是可以使用起来的,也就是说在不变速情况下的高度集成。比如这是一个高度集成的产品,这个产品把电机控制器和电机全部合成一个动力单元,这样有效的减少体积轻量化,同时还可以有效的改善噪音,因为刚性更强了。在电机本身的技术来看,扁线技术产品更加适合于机场车辆使用工况,因为扁线电机在低速端午,就是0-2000转的低速转效率比圆线效率大幅度改善,也就是说节能降耗方面会进一步改善。

碳化硅电机在高电量、高负载情况下,低速运行工况是很好的应用大家可以看这个曲线,这是一千转的时候整个效率还可以保持在95%以上,第三代半导体的宽带控制器可以有效实现整个电压频,更高频。精进电动在安全管控方面可以实现自由的拖车,自由拖车是什么概念?就是如果其他的控制器坏了要拖就必须要把传动系统拆掉过去经常发生这种现象所以在拖车的时候必须把传动隔离,在我们系统是不需要隔离,我们有专门的隔离技术,抑制反充电池事故发生。这些都是专有的控制算法,包括软硬件配合。

在未来发展,第三代半导体碳化硅技术应用可以大幅度的不仅仅改善效率性能,同时也可以降低电池的安装量,我们初步测算就是当你的电池容量安装在两百度以上部分,那么的成本贡献可以完全覆盖碳化硅成本增加,跟传统IGBT差价没有那么大,大概三百度电可以白捡一个控制器,从成本角度就是这样。所以下一代碳化硅控制器在低速工况以及高混合状态工作下最好选择。

EMC和EMI的管控需要提到日程了在公共车辆上国家在讲但是没有强制执行,在机场特殊环境下这也是未来的趋势对于机动系统要求也是需要设计包括电机跟控制器技术升级,必须保证可以达到国际的一流要求。我们有自己专门的实验室,所有产品都需要在实验室验证调校,然后通过第三方认可确保客户使用这个产品不会因为电池干扰或者辐射导致人员伤害。我们也知道国内有些品牌,甚至日本等其产品EMC完全达不到标准,达不到标准就会造成伤害,最重要是机场飞机对周围系统导致的伤害影响更大。

今天就分享到这里,非常感谢大家,谢谢!