2019年,全球汽車產業(yè)進入深度變革的關鍵時期。汽車技術、市場、政策正在發(fā)生前所未有的變化,機遇與挑戰(zhàn)并存。在這個大背景下,2020年1月10日中國電動汽車百人會召開了以“把握形勢
聚焦轉型
引領創(chuàng)新”為主題的年度大型論壇。此次論壇將討論全球及中國汽車產業(yè)與市場發(fā)生的重大變革,轉型方向與路徑,中國有關汽車的政策走勢以及市場驅動階段的新能源汽車技術路線、產業(yè)重組的機遇與競爭合作模式、電動汽車安全、核心技術突破、燃料電池汽車發(fā)展、自動駕駛與智能網聯汽車發(fā)展的頂層設計與規(guī)制創(chuàng)新等相關內容。
會議上中車株洲電力機車研究所有限公司副總經理陳劍發(fā)表了演講,以下為演講實錄:
中車株洲電力機車研究所有限公司副總經理 陳劍
尊敬的各位專家,各位同行,大家下午好!非常高興百人會給我們提供這樣一個平臺,向大家介紹中車在汽車領域,尤其是在電動汽車領域做出的努力。可能很多人對中車的了解都是高鐵、地鐵。中車株洲所,也就是我們中車時代電氣,作為整個中車內部為高鐵、地鐵提供的核心驅動系統(tǒng),包括網絡控制系統(tǒng),以及傳感檢測體系的企業(yè)。平時跟大家交流非常少,正好借這個機會跟大家做一個介紹。從2008年開始,中車時代電氣在英國不斷布局我們的產業(yè),目前已經形成了兩家企業(yè),兩個研發(fā)中心的格局,涉及到林肯、伯明翰和紐卡斯爾三個城市,和英國將近20所高校也展開了相關的合作。
未來的發(fā)展趨勢是低碳環(huán)保,綠色出行,這是全球的共識。電動出行方面雖然面臨著不少挑戰(zhàn),比如,電池技術的突破,電驅動總成的能效比的提升,續(xù)航里程的提升,以及我們的基礎設施的建設。但是在全球各個國家的政策激勵下,很多國家都在做嘗試,包括歐盟這塊,2020年史上最嚴的碳排放規(guī)則的實施??梢灶A見包括歐洲政府和企業(yè)合力推動電動汽車的市場景象會一直持續(xù),在歐洲,電動汽車市場的大幕也在開啟。
在綠色經濟的大背景下,市場對整車的關注,正從傳統(tǒng)的動力性、操控性,逐漸轉向經濟性,以及環(huán)境影響的指數。因此加速了行業(yè)對汽車工業(yè)化、清潔能源替換傳統(tǒng)動力的進程。最近幾年,大型整車廠都提出了面向未來,全面電驅動的獨立整車平臺開發(fā),以適應市場。結合我們持續(xù)追求優(yōu)化電動汽車低成本、高質量、高效率的宗旨,汽車產業(yè)正在從車型的競爭轉變?yōu)檎噺S與一級、二級供應商戰(zhàn)略合作下的系統(tǒng)平臺化的競爭。這一現象,尤其是在電驅動動力總成,智能駕駛軟硬件系統(tǒng),以及外部網聯通信系統(tǒng)三大板塊,對于產業(yè)生態(tài)鏈既是巨大的技術創(chuàng)新挑戰(zhàn),也是一種新的機遇。
中車時代電氣作為中國電氣化鐵路裝備事業(yè)的開拓者和領先者,一直走在產業(yè)創(chuàng)新轉型的前列,我們也是全球或者說中國最早的從事電動汽車驅動系統(tǒng)的開發(fā)者。面對當前電動汽車市場蓬勃發(fā)展的大背景,我們充分調動公司內部技術資源。在過去短短幾年,我們通過技術創(chuàng)新和對外合作,實現了軌道交通,驅動技術平臺向電驅動平臺的遷移,同時以英國伯明翰研發(fā)中心為核心,打造了全球研發(fā),中國制造,實現了從IGBT芯片到組件,以及到我們的逆變器的模塊,以及動力總成。這樣“一站式”的服務,可以滿足電動汽車廠商的產品需求。
整個時代電氣目前擁有六個國家級的技術創(chuàng)新平臺,包括兩個博士后工作站,我們與21所頂尖大學,8所先進研究機構,形成了長期的戰(zhàn)略合作伙伴關系。我們基本的方針是“全球研發(fā)、中國制造”,從IGBT的基礎芯片到我們逆變器的組件,以及動力總成,各類產品的提供商。
目前在英國研發(fā)中心,我們已經構建了150人的核心技術團隊,在六大核心技術領域我們展開相關的一些研發(fā)。同時,我們也完全按照汽車產業(yè)微模型的開發(fā)平臺,基于電驅動動力總成,未來拓展,我們要建設為一級供應商的系統(tǒng)設計,開發(fā)了智能功率模塊和逆變器兩個系列,三個等級的功率等級產品,覆蓋了40千瓦到200千瓦驅動系統(tǒng)應用的要求。
這是我們垂直一體化的集成開發(fā),IGBT芯片的研發(fā),芯片的生產制造,包括芯片的分裝,以及到后續(xù)的系統(tǒng)開發(fā),整個一體化的能力。
在過去幾年,通過我們研發(fā)中心的不斷努力,我們在雙面冷卻IGBT模塊,IGBT制冷驅動系統(tǒng)以及電驅動系統(tǒng)垂直一體化分析平臺三個領域,已經形成了一個系列化的產品。
雙面冷卻模塊方面,應該說在緊湊布局結構、極低的熱阻設計、雙面焊成型焊接工藝,以及超聲波鍵合方面達到了市場的領先水平。
在IGBT制冷驅動技術這塊,我們也具有獨創(chuàng)性的技術。意味著通過提高電壓變化速率,能夠降低開關損耗,提高模塊應用的效率,增加系統(tǒng)的功能安全性。
在電驅動系統(tǒng)的系統(tǒng)開發(fā)層面,我們研發(fā)了垂直一體化的分析平臺。該平臺也具有完整、靈活、準確、快速的四個特點,單個完整的仿真模型,覆蓋了從整車運行參數到驅動系統(tǒng)內關鍵部件的實時響應。根據需要靈活改變系統(tǒng)參數設計,能夠進行效果對比,可使用準確的功率器件,確保仿真結果準確,能夠快速量化比較設計方案,快速、精確地實現電機與控制器的匹配。這個分析平臺能夠大大縮短開發(fā)周期,有助于降低產品開發(fā)成本,提高競爭能力。
從英國研發(fā)中心的成立到目前的運行,以及未來的發(fā)展,我們希望建立起基礎前沿、技術開發(fā)與產品導向平臺化開發(fā)的并軌創(chuàng)新體系,同時基于IGBT的模塊逆變升壓和電機系統(tǒng)集成化以及優(yōu)化,基于800伏高壓逆變器的系統(tǒng)的研究,車規(guī)級的IGBT模塊研發(fā)以及逆變平臺系統(tǒng)集成化以及優(yōu)化,以及平臺化的智能車載充電系統(tǒng)開發(fā)和優(yōu)化,全面拓展仿真平臺與測試平臺的一體化功能實驗能力,開拓智能傳感器技術的研發(fā)平臺。結合中國和英國汽車領域的研發(fā)團隊,希望未來在很多前沿技術方面,通過雙方的合作能夠給客戶提供更好的解決方案。
英國豐富的企業(yè)、高校資源,以及政府對于創(chuàng)新研發(fā)的大力支持政策,構建起了創(chuàng)新型研發(fā)企業(yè)發(fā)展的溫床。中車時代電氣英國研發(fā)中心在過去幾年已經充分受益,未來幾年我們將進一步加大投入,并且采取“雙軌制”,一方面開拓前沿,實驗技術和軟件研發(fā),另一方面,落實市場導向的產品平臺開發(fā),基于不斷提升產品全生命周期,驗證體系,重點著眼于DCDC高壓逆變器,智能化車載,充放電等產品的獨立和集成開發(fā)。同時通過集成被動元件,門機驅動到我們的功率模塊,也是中車非常大的優(yōu)勢。因為我們具備IGBT芯片的研發(fā)能力,可以把很多被動的元件和驅動直接和我們的芯片在分裝的時候做整體集成,滿足客戶個性化需求。包括我們的溫度和電流檢測傳感器,未來都能夠集成在IGBT的芯片上,進一步提高集成度和功率密度。特別是對關鍵的功率電流,如IGBT短路保護,增加故障質檢功能,對于我們整個系統(tǒng)安全會有巨大的提高。
我們也希望能夠和英國的同行、中國的同行一起,為我們人類未來實現更美好的電動出行體驗提供更好的技術和產品。感謝大家的支持,謝謝!
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