KDS驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)全球產(chǎn)品線總經(jīng)理-席榮盛
非常感謝這個(gè)平臺(tái)給這么一個(gè)機(jī)會(huì)和大家做一些交流,我今天主要給大家介紹新能源汽車汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的技術(shù)發(fā)展的一些趨勢,還有我個(gè)人的思考。
我今天報(bào)告的內(nèi)容主要是:第一,NIDEC集團(tuán)介紹。第二,KDS商用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)以及產(chǎn)品技術(shù)的路線。第三,新能源汽車電機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢思考。尼得科1973年成立于日本,總部在京都。NIDEC業(yè)務(wù)板塊分為六大板塊,IT產(chǎn)品是傳統(tǒng)行業(yè)、汽車、機(jī)器人能源、商業(yè)等等。70多個(gè)國家有290個(gè)公司,全球有11萬員工,大概集中在亞洲、北美、歐洲。(PPT圖示)這是業(yè)績表現(xiàn),在研發(fā)投入、固定資產(chǎn)的投入常年保持在10%的水平。NIDEC的產(chǎn)品,ACRM主要服務(wù)在工業(yè)、商用和家電的業(yè)務(wù),其他業(yè)務(wù)是SPM就是非常傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)。
(PPT圖示)這是業(yè)務(wù)各個(gè)板塊的比例。NIDEC把電機(jī)設(shè)計(jì)與制造作為核心板塊,通過技術(shù)和相關(guān)的控制可以做出性價(jià)比最高的電機(jī),同時(shí)因?yàn)樗鼡碛蟹浅}嫶蟮闹圃祗w系,通過他的制造流程可以做出最便宜的電機(jī),全球有20個(gè)研發(fā)中心。NIDEC在全球擁有4000多個(gè)電機(jī)方面的專利,NIDEC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)這方面,在新能源汽車這個(gè)板塊我們營業(yè)額大概是38%,我們和服務(wù)物流、運(yùn)輸、地板護(hù)理、客戶的定制化的產(chǎn)品,服務(wù)的產(chǎn)品主要是主驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。NIDEC新能源驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的發(fā)展,從1999年就開始,我們在2012年在中國的新能源汽車,尤其是商用車大巴系統(tǒng)中取得了非常好的業(yè)績,2017年投資了一條商用車的生產(chǎn)線,專門做物流車。
(PPT圖示)可以看到NIDEC關(guān)于商用新能源汽車主要是集中在大巴和物流車、重卡的應(yīng)用,當(dāng)然其他的部分,比如說英國和美國,把車輛電氣化也作為他們產(chǎn)品的發(fā)展方向,他們的產(chǎn)品更多應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械或者是工程機(jī)械方面。
NIDEC在乘用車方面也有一些布局,大家看到的報(bào)道是,去年和法國標(biāo)致在法國成立了一家合資公司,專門研究乘用車的電機(jī)。
(PPT圖示)這個(gè)可以顯示NIDEC的制造能力,每個(gè)電機(jī)的核心工藝都是具備的。
接下來介紹一下驅(qū)動(dòng)事業(yè)部新能源汽車驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的產(chǎn)品線。(PPT圖示)可以看到我們專注在商業(yè)新能源汽車,把城市應(yīng)用,就是大巴和物流車歸到產(chǎn)品線中,有完整的產(chǎn)品線的布局,有直驅(qū)和AMT的線,當(dāng)然還有一些集成橋的產(chǎn)品,也和一些兄弟公司,包括我的客戶參與到一些產(chǎn)品開發(fā),也有增程器的一系列產(chǎn)品,前些年做了一些混合動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
(PPT圖示)這個(gè)給大家看到的是技術(shù)路線,現(xiàn)在大概可以做到每公斤3.5個(gè)千瓦,就是電機(jī)的功率目的可以做到這么多,可以做到19個(gè)牛米峰值轉(zhuǎn)矩,目前的主要驅(qū)動(dòng)功率密度在3kW/kg到3.5kW/kg之間。下一步的目標(biāo)是結(jié)合“十三五”規(guī)劃,公司功率密度做到4.5千瓦每公斤,轉(zhuǎn)矩密度做到22個(gè)牛米,這是現(xiàn)在的實(shí)施階段,對于我們來講也做了很多前期先發(fā)性研究,認(rèn)為做到這樣的目標(biāo)也是比較容易一些。接下來我們給自己設(shè)定的目標(biāo)是功率密度做到6.5千瓦每公斤,轉(zhuǎn)矩密度是25牛米,可能需要做一些工作。
(PPT圖示)這是我們的產(chǎn)品線,我們公司在商用車上,一個(gè)是時(shí)間久,和我們接觸的客戶也比較多,我們也做了非常多的產(chǎn)品,做了非常多的項(xiàng)目,基本上在大巴這個(gè)里面,從6.5米、8.5米、10米、12米直驅(qū)或者是AMT的產(chǎn)品我都有,現(xiàn)在有賣的非常好的,也有以前做過沒有賣的,這些產(chǎn)品經(jīng)過了兩、三代的發(fā)展。
新能源汽車發(fā)展了這么多年,我們在追求一些高的功率密度和輕量化的過程中,永磁電機(jī)占了絕對的主流地位,當(dāng)然還有一些個(gè)性的存在,比如說在超高速或者是異步電機(jī)也可以體現(xiàn)出一些優(yōu)勢。
新能源汽車的技術(shù)發(fā)展的趨勢,我總結(jié)下來大概從輕量化先起來,輕量化同時(shí)也要體現(xiàn)高的功率密度,高的轉(zhuǎn)矩密度的要求,永磁電機(jī)就是最合適的選擇,同時(shí)對于一個(gè)效率區(qū)間的要求也是對永磁電機(jī)對匹配的,高速電機(jī)也是為了輕量化,因?yàn)檐囕v的應(yīng)用,我們看到前面這幾張照片就是這樣一些典型的產(chǎn)品。集成化前面幾位專家也討論過,就是三合一、二合一的思路。同時(shí),實(shí)際上在驅(qū)動(dòng)模式中,從整車或者新型方式的采用可能會(huì)給我們帶來更大的集成優(yōu)勢,比如說現(xiàn)在普遍采用中央集成的驅(qū)動(dòng)模式,分布式驅(qū)動(dòng)模式會(huì)不會(huì)成為一個(gè)主流,作為一個(gè)熱點(diǎn),這些年一直在熱,投入了很多工作。
(PPT圖示)這是2018年4月份發(fā)布的E-axle電機(jī),計(jì)劃在中國投產(chǎn)這個(gè)產(chǎn)品,峰值功率150千瓦,轉(zhuǎn)矩最大可以做到3900牛,重量83公斤,這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)布。
新能源汽車電機(jī)追求輕量化的同時(shí),對于電機(jī)高轉(zhuǎn)矩、高功率、高轉(zhuǎn)速范圍和盡可能寬的高效率區(qū)間,這事實(shí)上也是一個(gè)矛盾,怎樣很好的把這個(gè)要求和技術(shù)特點(diǎn)能夠匹配起來,可能也做了很多的工作。
設(shè)計(jì)方面,有一些設(shè)計(jì)技術(shù),控制器一定是機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思路,把你的算法和電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)的模型做一些仿真方面的研究,更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)可能是最好的。前面也提到,有一些冷卻,最核心的就是讓熱輻射變成熱傳導(dǎo),提高散熱效率。對磁性材料的利用,幾年前磁性材料的應(yīng)用不像現(xiàn)在這么經(jīng)濟(jì),現(xiàn)在的永磁電機(jī)永磁材料占到成本的40%,大家可能要更經(jīng)濟(jì)的利用磁性材料。,在設(shè)計(jì)方面,也有一些設(shè)計(jì)手段,可以把電磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩做一個(gè)很好的平衡。電機(jī)設(shè)計(jì)上也有很多的磁路的復(fù)合結(jié)構(gòu)做驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的嘗試。
集中式繞組,減少銅材消耗、降低銅耗、提高綜合效率,電機(jī)降溫,主要目的是為了降低大批量生產(chǎn)的人工成本,這個(gè)可能是一個(gè)核心追求,因?yàn)槿绻坏┻@個(gè)產(chǎn)品到了乘用車這個(gè)級(jí)別,靠手工肯定是不現(xiàn)實(shí)的。
當(dāng)然,新材料也是普遍的應(yīng)用,因?yàn)樾履茉打?qū)動(dòng)電機(jī)是變頻應(yīng)用,所以傳統(tǒng)的采用的矽鋼片可能不能滿足這樣一些要求,我們也做了一些這方面的研究。另外一方面就是對絕緣材料、熱性能,我們在追求高功率密度肯定面臨這樣的一些問題,甚至采用更高絕緣材料做電機(jī)的要求。
借這個(gè)機(jī)會(huì)給大家簡單分享一下,因?yàn)檫@些議題如果單獨(dú)拿出來討論可以做一篇文章,這里說的非常簡單,大家感興趣可以和我做一些交流,謝謝大家!
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