【文章內(nèi)容簡介】 成度 電力電子集成 控制器關(guān)鍵共性技術(shù) ① 建立功率器件的行為和物理模型，研發(fā)智能驅(qū)動保護(hù)電路； ② 智能功率模塊封裝技術(shù)： 借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，優(yōu)化模塊內(nèi)部芯片布局和布線，減少模塊內(nèi)部雜散電感； 優(yōu) 化 底板設(shè)計(jì) 技術(shù)、 控制底板弧度， 降低 芯片應(yīng)力；采用氮化鋁 DBC 基板，降低熱阻；應(yīng)用專有干法大面積焊接免清洗技術(shù)，減少焊接空洞率，減少熱阻； 研究應(yīng)力控制的 壓焊技術(shù)，提高電流浪涌能力，減少引線的雜散電感 等； ③ 疊層母排與電解電容 /膜電容模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)； ④ 電力電子集成控制器的高換熱系數(shù)的熱管理技術(shù)； ⑤ 電力電子集成模塊多參量 （ 電 氣參數(shù)、 溫度場 、 EMI 特性 等） 實(shí)驗(yàn)測試方法 。 （ 2） 高效的控制系統(tǒng) 基于 DSP 的多功能全數(shù)字控制電路 小型化與 EMC 技術(shù)； （ 3） 電磁兼容技術(shù) 從設(shè)計(jì)、部件電磁兼容性、整車電磁兼容性檢測 等多方面入手解決整車電磁 20 兼容問題。 ① 設(shè)計(jì)方面，對 驅(qū)動 電機(jī)控制 系統(tǒng) 應(yīng)用數(shù)字建模和數(shù)字仿真技術(shù)，分析電磁噪聲產(chǎn)生與傳播路徑；進(jìn)行電磁波傳導(dǎo)、耦合、輻射干擾分析與的防治。 ② 驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)的 電磁兼容性檢測方面，按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1761921998《機(jī)動車電子器件組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法》的要求，進(jìn)行電磁兼容測試。采用自由場法在 27MHz～900MHz 頻段加載 24V/m 干擾電場能正常工作。另外，當(dāng)干擾場強(qiáng)分別加載到 50V /m 和 76V/m，在 27MHz～ 900MHz 頻段，測試對象也均能正常工作。 產(chǎn)品方案 技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品功能要求的日益增多，復(fù)雜性增加，壽命期縮短，更新?lián)Q代速度加快。產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì) 可以 概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于產(chǎn)品特征知識 化 和智能 化 四種類型。 系統(tǒng)化 產(chǎn)品的 主要特點(diǎn)是：將 產(chǎn)品 看成由若干個(gè)設(shè)計(jì)要素組成的一個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)計(jì)要素具有獨(dú)立性，各個(gè)要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。 結(jié)構(gòu)模塊化 產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是：在 規(guī)劃產(chǎn)品的 時(shí)就要 以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，引用已有的產(chǎn)品（如通用零件部件等） 描述設(shè)計(jì)任務(wù)，即分解任務(wù)時(shí)就考慮每個(gè)分任務(wù)是否存在對應(yīng)的產(chǎn)品解，這樣，能夠在產(chǎn)品規(guī)劃階段就消除設(shè)計(jì)任務(wù)中可能存在的矛盾，早期猜測生產(chǎn)能力、費(fèi)用，以及開發(fā)設(shè)計(jì)過程中計(jì)劃的可調(diào)整性，由此提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)的可靠性，同時(shí)也降低新產(chǎn)品的成本。理想的模塊化基本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口（ 聯(lián)接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化 ，具有互換性、相容性和相關(guān)性。 21 基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：用計(jì)算機(jī)能夠識別的語言描述 產(chǎn)品的特征及其設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的知識庫及推理機(jī)制 ，再利用已存儲 的領(lǐng)域知識和建立的推理機(jī)制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。 智能化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：根據(jù)設(shè)計(jì)方法學(xué)，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及多媒體、超媒體工具進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)、表達(dá)產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。把產(chǎn)品的整個(gè)開發(fā)過程概括為“產(chǎn)品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產(chǎn)規(guī)劃”三個(gè)階段 。 機(jī)電 產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)正朝著計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)、智能化設(shè)計(jì)和滿足異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造需求的方向邁進(jìn) 。綜合運(yùn)用上述 四種類型設(shè)計(jì)方法是達(dá)到這一目標(biāo)有效途徑。雖然這些方法的綜合運(yùn)用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機(jī)械設(shè)計(jì)的領(lǐng)域知識有關(guān)，而且 還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計(jì)算機(jī)軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識，但仍然是 機(jī)電 產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)必須努力的方向。 （ 1） 典型 案例 電動汽車 /混合動力用電機(jī)系統(tǒng)舉例： 22 （ 2） 混合動力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案 Series HEV/Plugin （ 3） 中國電動 /混合動力系統(tǒng)發(fā)展趨勢 由于 ISG 系統(tǒng)介于傳統(tǒng)汽車和新能源汽車的共同需求，預(yù)測近期內(nèi) ISG 系統(tǒng)是主打產(chǎn)品。 隨著電池技術(shù)（特別是鋰離子電池）的快速發(fā)展，純電動和 Plugin 系統(tǒng)將得到重點(diǎn)關(guān)注和快速發(fā) 展 鑒于電池發(fā)展的不確定性，采用雙電機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)混合動力汽車將占據(jù)一定的比例，并根據(jù)電池成熟程度，往 Plugin 靠攏。 23 （ 4） 電動汽車用電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu) （ 5） 汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法：復(fù)雜系統(tǒng)的分解設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 24 （ 6） 汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng) 系統(tǒng)功能：機(jī)電能量轉(zhuǎn)換 關(guān)鍵子系統(tǒng) : ? 電池作為電源或負(fù)載（儲電裝置） ? 汽車 /發(fā)動機(jī)作為機(jī)械負(fù)載或機(jī)械能量源 ? 電機(jī)作為雙向機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置 ? 逆變器作為交直流電能轉(zhuǎn)換裝置 ? 控制器作為上述能量轉(zhuǎn)換的控制裝置 （ 7） 電動汽車對電機(jī)系統(tǒng)的要 求 ? 結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小 ? 重量輕 ? 可靠性高、失效模式可控 ? 效率高 ? 成本低 ? 低噪聲、低震動 ? 恒功率調(diào)速范圍寬 25 （ 8） 下一代汽車電子伺服系統(tǒng)及其車用伺服電機(jī) 1993 年美國能源部、商務(wù)部、貿(mào)易部、國防部、環(huán)保局、宇航局、國家科學(xué)基金會七個(gè)政府部門下美國三個(gè)最大的汽車制造公司，克萊斯勒、福特和通用，建立了新一代車輛伙伴關(guān)系（ pngv partnership for a new generation of vehicles），目標(biāo)是開發(fā)新一代機(jī)動車技術(shù)，以增強(qiáng)美國汽車工業(yè)的實(shí)力。 1998年至 2020 年期間，美國國家自然科學(xué)基金（ nsf）資助美國國家電力電子中心（由美國 virginia 和美國 wisconsin 等四所大學(xué)組建）研發(fā)車輛電子動力驅(qū)動系統(tǒng)、電子伺服控制系統(tǒng)和各種車輛專用 ic 模塊，提高汽車電子電氣部件的可靠性，降低其成本和搶占車輛電氣自動化技術(shù)的制高點(diǎn)，增強(qiáng)在國際市場的競爭力。 線控的汽車電子伺服系統(tǒng)（ xbywire）在未來將是十分重要的技術(shù)，該技術(shù)可將各種獨(dú)立的系統(tǒng)（如轉(zhuǎn)向、制動、懸掛等）集成到一起由計(jì)算機(jī)調(diào)控，使汽車的操縱性、安全性以及汽車的總體結(jié)構(gòu)大大改善，設(shè)計(jì)的靈活度也大 大增加。目前，電子動力方向盤和線控剎車已經(jīng)在一些歐洲車型上被采用，在這個(gè)系統(tǒng)中已經(jīng)削減了相當(dāng)多的機(jī)械部件，如液壓泵等。汽車電子伺服技術(shù)是具 26 有革命性的技術(shù)，隨著這個(gè)技術(shù)的使用，許多傳統(tǒng)的機(jī)械部件將會在未來的汽車上消失，而越來越多的車用伺服電機(jī)將出現(xiàn)在未來的汽車上。 全球最大的汽車零部件企業(yè)一美國德爾福汽車系統(tǒng)公司預(yù)計(jì)，在未來的 35年內(nèi)全世界的汽車將逐步采用電子伺服驅(qū)動系統(tǒng)，如電子動力方向盤和線控剎車伺服驅(qū)動系統(tǒng)。目前，美國德爾福汽車系統(tǒng)公司正在全球范圍內(nèi)尋找年產(chǎn) 300萬臺以上的電子動力方向盤的交流伺服 電機(jī)合作伙伴。 （ 9） 產(chǎn)品方案 類別 方案 特點(diǎn) 規(guī)劃產(chǎn)品 新能源汽車電子控制系統(tǒng) 異步感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng) ? 異步電機(jī) 系統(tǒng)的 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、運(yùn)行可靠，低轉(zhuǎn)矩脈動， 低噪聲，轉(zhuǎn)速極限高。 不同產(chǎn)品的驅(qū)動系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng) 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng) ? 具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍，發(fā)展前景十分廣闊，在電動車輛牽引電機(jī)中是強(qiáng)有力的競爭者，已在國內(nèi)外多種電動車輛中獲得應(yīng)用。 不同產(chǎn)品的驅(qū)動系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng) 伺服電機(jī)系統(tǒng) ?? 線控的汽車電子伺服系統(tǒng)（ xbywire）在未來將是十分重要的技術(shù)，該技術(shù)可將各種獨(dú)立的系統(tǒng)（如轉(zhuǎn)向、制動、懸掛等）集成到一起由計(jì)算機(jī)調(diào)控，使汽車的操縱性、安全性以及汽車的總體結(jié)構(gòu)大大改善，設(shè)計(jì)的靈活度也大大增加。 轉(zhuǎn)向、制動、懸掛伺服系統(tǒng) 27 五、 項(xiàng)目實(shí)施方案 項(xiàng)目技術(shù)路線 近年來，隨著汽車電子整機(jī)向數(shù)字化、高頻化、多功能和薄、輕、小、便攜式的方向發(fā)展，對汽車電子精度要求越來越高，采用過去傳統(tǒng)的手工辦法安裝到印制板上已不可能。因此，本項(xiàng)目選擇采用貼片機(jī)，甚至高速貼片機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，并采用波峰焊或回流焊的方法焊接在印制板上，同時(shí)采 用全新的測試方法對整個(gè)電路板進(jìn)行檢測。 （ 1） 生產(chǎn)工藝說明 生產(chǎn)工藝技術(shù)主要包括倉庫入料工藝、生產(chǎn)加工工藝、裸板檢驗(yàn)工藝、三防處理工藝、老化處理工藝、裝配工藝、入庫檢驗(yàn)工藝（出廠檢驗(yàn)）等工藝流程。 由于本項(xiàng)目增加了單板、貼片、插件生產(chǎn)能力和自動測試水平，自動化程度會得到提高，不但具有保證大額訂單的生產(chǎn)能力（基本上不需要外包生產(chǎn)），降低了生產(chǎn)成本，而且還有利于產(chǎn)品質(zhì)量的控制，最終提高了產(chǎn)品的贏利能力。規(guī)?；a(chǎn)后，項(xiàng)目產(chǎn)品成本將會較大幅度降低，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。 （ 2） 生產(chǎn)工藝流程： 28 產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化步驟 項(xiàng)目產(chǎn)品 首先要產(chǎn)品化 ， 通過 項(xiàng)目 的 實(shí)施計(jì)劃和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ，我們認(rèn)為以下幾個(gè)方面是產(chǎn)品化 、產(chǎn)業(yè)化 過程中 的 重中之中 ： （ 1） 產(chǎn)品化至少要有 兩年 的培育期。 第 一年 進(jìn)行研發(fā) ， 第二 年 進(jìn)行產(chǎn)品 試驗(yàn) 和 市場考驗(yàn)。沒有這三個(gè)過程，沒有至少 兩年 的發(fā)育，產(chǎn)品達(dá)到成熟和可信是 不大可能。在這個(gè)方面，急功近利，企圖跳躍，不愿做扎實(shí)的基礎(chǔ)工作，違背這樣一個(gè)產(chǎn)品規(guī)律，慌慌張張去打市場，很快就會吃苦頭，而且賣得越多，爛攤子越大，最后不可收拾。 （ 2） 產(chǎn)品可靠性取決于三個(gè)環(huán)節(jié)的不斷精益求精：開發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、市場反饋。這是一個(gè)長期的循環(huán)，非如此無法達(dá)到產(chǎn)品的不斷完善和提高。中國 大多企業(yè) 只注意了第一個(gè)環(huán)節(jié)（技術(shù)開發(fā)），而忽略后兩個(gè)環(huán)節(jié)，殊不知，后采購原材料 進(jìn)貨檢驗(yàn) 配料 表貼編程 底 /頂表貼上料 底 /頂漏印錫膏 全自動貼片 熱風(fēng)回流焊機(jī) 焊后檢驗(yàn) OAI 檢測 ICT 檢測 插裝元件成型 插件組裝 波峰焊接 庫房保存 表貼檢驗(yàn) 暫存合格區(qū) OAI 檢測 ICT 檢測 器件燒寫程序 單板功能調(diào)試 手工焊接 高低溫測試 三防漆 裝配 整機(jī)調(diào)試 成品功能測試 包裝 入庫 29 兩個(gè)環(huán)節(jié)才是產(chǎn)品化的關(guān)鍵。由于 驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng) 一般都安裝在 新能源汽車的 關(guān)鍵部位，對質(zhì)量和安全性的要求極高，我們在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中，不經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐，不斷優(yōu)化，不用高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制，要想搞出過硬的產(chǎn)品來也是不大可能的。 （ 3） 一個(gè)目標(biāo)（產(chǎn)業(yè)化），兩個(gè)系統(tǒng)（開發(fā)、企業(yè)），三個(gè)支點(diǎn)（資金、人才、推廣）。有的企業(yè)僅僅把做 驅(qū)動 電機(jī)控制系統(tǒng) 看作是一個(gè)賺錢的機(jī)會，如果只有這樣一個(gè)膚淺的認(rèn)識，則會忽略這一工作的艱難、過程的漫長和付出的巨大。很多 企業(yè) 投資這一行當(dāng)，一開始都熱情萬丈，后來大多銷聲匿跡，其原因就是把這件事看得過于簡單。 項(xiàng)目產(chǎn)品化 首先要有一批多學(xué)科人才的組合。他們要有一定經(jīng)驗(yàn)，踏實(shí)肯干，良好合作，他們不僅能把產(chǎn)品開發(fā)出來，還能在這個(gè)領(lǐng)域有不懈的追求。要不厭其煩地去解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不斷出現(xiàn)的各種細(xì)小的技術(shù)、工藝問題，更要不厭其煩地解決市場上的各種要求及用戶應(yīng)用中產(chǎn)生的各種問題，前者要解決產(chǎn)品化問題，后者是解決商品化的問題。有很多水 平很高的人，盡管懂得很多，由于缺乏其他方面人才的配合，更由于不屑或不懂處理產(chǎn)品過程中的各種所謂細(xì)小問題，不注意對市場反饋信息的分析、總結(jié)、消化，最終無法成就正果。 其次是企業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)作效率問題。 驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng) 是一個(gè) 高技術(shù)含量產(chǎn)品，從設(shè)計(jì)、 采購到生產(chǎn)完成，送到用戶手里，少則 3個(gè)月，多則 5 個(gè)月、 6 個(gè)月，在接受用戶訂單之后，如何言而有信，按期交貨，不只是一種企業(yè)競爭力和信譽(yù)的體現(xiàn)，更是滿足用戶需求的重要方面（有的要趕在開工投產(chǎn)前，有的要趕在大修期間）。 ********電器有限公司有著這方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，公司在 各方 面、各環(huán)節(jié) 都 有一個(gè)良好的運(yùn)作機(jī)制和高效配合。從市場競爭角度，這也是企業(yè)致勝的重要條件。 還有就是推廣工作，中國目前畢竟 30 是 驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng) 應(yīng)用的初級階段，尤其應(yīng)用國產(chǎn) 產(chǎn)品 ，人們必然會有各種疑慮，這就需要 公司 在產(chǎn)品的推廣方面，多下一些力氣，有播種才會有收獲。公司 把技術(shù)和產(chǎn)品推廣工作，作為市場工作的第一件大事來抓。 我們要求自己的銷售人員，首先必須是推廣人員，公司的設(shè)計(jì)人員及公司領(lǐng)導(dǎo)也都有推廣的責(zé)任。最后是資金問題。由于這一產(chǎn)品技術(shù)的復(fù)雜性，更由于這一產(chǎn)品成熟過程的漫長，投入的資金在不走彎路的情況下，至少也要上千萬元 。有些企業(yè)僅靠幾個(gè)人幾百萬元，想搞成這樣一件艱難之事，可能性不太大。有的企業(yè)投了幾千萬元打了水漂的，也是常有的事。也有企業(yè)，眼見要成功了，由于資金支持不足，前功盡棄，這是非常可惜的。 推廣措施 公司 與國內(nèi)許多汽車生產(chǎn)廠家有長期供貨關(guān)系， 如比亞迪、奇瑞、哈飛、一汽、東汽、上汽、吉利、長安、陜汽、柳汽、金杯、金龍、中興、昌河、福田等。 并且公司其它產(chǎn)品 出口美國通用、澳大利亞矢崎、意大利菲亞特、韓國現(xiàn)代、瑞典斯肯尼亞等國際公司。 公司產(chǎn)品會在第一時(shí)間免費(fèi)供給以上國內(nèi)品牌汽車生產(chǎn)商進(jìn)行裝車試驗(yàn)， 得到他們的信任。 占領(lǐng) 了一定的市場份額，從而逐漸樹立了自己的產(chǎn)品品牌。 由于 本項(xiàng)目 的 驅(qū)動電機(jī) 控制系統(tǒng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，技