【文章內(nèi)容簡介】 向高性能和小尺寸發(fā)展。不斷提高電機本身的功率密度 ,用相對小巧的電機發(fā)揮出大的功率成為各汽車及電機廠商的發(fā)展方向。 電驅(qū)動系統(tǒng)的集成化和一體化趨勢更加明顯。車用電機及其控制系統(tǒng)的集成化主要體現(xiàn)在電機與發(fā)動機、電機與變速箱、電機與底盤系統(tǒng)的集成度不斷提高。對于混合發(fā)動機與 ISG 集成 ,其發(fā)展從結(jié)構(gòu)集 成到控制集成和系統(tǒng)集成 ,電機與變速箱的一體化愈加明顯 ,汽車動力的電氣化成分越來越高 ,不同耦合深度的機電耦合動力總成系統(tǒng)使得電機與變速箱兩者之間的聯(lián)系變得越來越緊密。在高性能電動汽車領(lǐng)域 ,全新設(shè)計開發(fā)的底盤系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、輪系將電機和動力傳動裝置進行一體化集成 ,融合程度越來越深。 車用電驅(qū)動控制系統(tǒng)的集成化和數(shù)字化程度不斷加大。車用電控制系統(tǒng)集成化程度也不斷加大 ,將電機控制器、低壓 DCDC 變換器 ,以及發(fā)動機控制器、變速箱控制器、整車控制器等進行不同方式的集成正在成為發(fā)展趨勢。同時 ,高速高性能微處理器使得電驅(qū) 動控制系統(tǒng)進入一個全數(shù)字化時代。在高性能高速的數(shù)字控制芯片的基礎(chǔ)上 ,高性能的控制算法、復(fù)雜的控制理論得以實現(xiàn)。同時 ,面向用戶的可視化編程 ,通過代碼轉(zhuǎn)化和下載直接進入微處理 ,不斷地提高編程效率和可調(diào)試性。 國內(nèi)將出現(xiàn)獨立的新型汽車電氣驅(qū)動系統(tǒng)提供商。目前國外已有包括 solectria,enova 在內(nèi)的電氣公司 ,汽車用電氣自動化的新型產(chǎn)業(yè)正在逐步形成。目前我國在電機 (包括永磁材料 )生產(chǎn) ,人力成本等方面存在較大的優(yōu)勢 ,如果能夠跟上當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇 ,可以使我國在世界市場上占有一席之地。 三、主要研究開發(fā)內(nèi)容與關(guān) 鍵技術(shù) (一 )主要研究開發(fā)內(nèi)容 電動汽車運行工況非常復(fù)雜 ,因此 ,對驅(qū)動電機的要求很高 ,目前國內(nèi)雖有生產(chǎn) ,但是性能上無法與節(jié)能環(huán)保要求所吻合 ,且與國際先進水平仍有很大差距。 本項目開發(fā)的電動汽車驅(qū)動電機為禹城 xx 電機股份有限公司自主創(chuàng)新研發(fā)的使用于純電動汽車 (包括轎車及客車 )的具有完全知識產(chǎn)權(quán)的新型能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品 ,類型為永磁無刷電動機 (PMBLM)。它是由正弦波驅(qū)動的無刷直流電動機系統(tǒng) (PMSM),具有較高的功率密度 ,其控制方式與感應(yīng)電動機基本相同 ,可作為電動汽車 /混合動力汽車的驅(qū)動電機或者混合式電動汽 車的起動機。經(jīng)過三 年多的努力 ,目前已完成產(chǎn)品手工樣機 ,樣機經(jīng)北京理工大學(xué)電動車輛工程技術(shù)中心檢測 ,性能符合國家相關(guān)要求 (檢測報告見附件 ),并達到了國際同行先進水平。項目實施將充分利用公司現(xiàn)有的技術(shù)力量 ,以及上述研究成果 ,實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新開發(fā)。 (二 )產(chǎn)品及工藝技術(shù)創(chuàng)新性 項目產(chǎn)品填補了國內(nèi)電動汽車 (包括轎車及客車 )用永磁無刷電動機 (PMBLM)空白 ,達到了國際同行先進水平 (詳見檢測報告 )。并在產(chǎn)品及工藝技術(shù)方面較普通電機具有創(chuàng)新性。 (1)產(chǎn)品創(chuàng)新性 ①高功率密度。電機由高能永磁材料勵磁 ,對于 給定的輸出功率 ,它的質(zhì)量和體積能夠大大減小 ,使得功率密度提高。 ②工作效率高。由于轉(zhuǎn)子無繞組 ,無銅損 ,其工作效率高 ,其效率高于感應(yīng)電動機。 ③散熱性好。電機發(fā)熱主要集中在定子上 ,易于采取水冷的方式散熱。 ④可靠性高。永磁勵磁不受制造缺陷、過熱或機械損壞的限制 ,因而可靠性較高。 ⑤動態(tài)性好。轉(zhuǎn)子電磁時間常數(shù)小 ,動態(tài)性能好。 (2)生產(chǎn)工藝創(chuàng)新性 ①在材料方面的創(chuàng)新性 采用 N33EH牌號的磁鋼 ,在耐溫性能 (工作溫度可達 180176。 C)、矯頑力等方面都比一般電機用磁鋼高 ,在技術(shù)要求中還添加了低失重的標(biāo)準 ,從而保證磁鋼的使用壽命。使得工作時穩(wěn)定性與功率密度大大提高 。采用了抗電暈漆包線作為電機定子漆包線 ,可增加電機的壽命 ,且在絕緣等級的選擇上采用 H級以上的等級 ,大大提高了電機的可靠性與壽命 。按照汽車電機的標(biāo)準 ,在其他材料上的選擇上 ,在耐溫性能等方面都有較高的要求 ,諸如電機內(nèi)部的軸承 ,槽楔 ,槽絕緣等都達到 H 級絕緣或以上等級。所以在整個的產(chǎn)品的材料選擇方面有一些與普通電機不同的方向。 ②在結(jié)構(gòu)方面 的創(chuàng)新性電機的冷卻方式采用水冷的方式 ,整個冷卻系統(tǒng)為薄壁的鋁件組成 ,但冷卻水套內(nèi)圈上的用于分隔整個水道的筋還起到了加強整個電機外殼的作用。這種薄壁的水冷卻結(jié)構(gòu)在輕重量的基礎(chǔ)上有效的解決了散熱問題 。定子繞線采用星型繞組方式 ,在繞線過程中采用幾十根漆包線組成的漆包線組進行繞線 ,且將每相 9 繞線組均分為 2 部分或者幾個部分進行并排繞線 ,最終將這些均分的繞線組連接在一起 (銅套鉚接 )成為一相繞組 ,每相繞線組采用順時針一匝 ,逆時針一匝交替繞線的方式繞線數(shù)匝。這樣的結(jié)構(gòu)使得大功率無刷直流電機的大電流均分為幾個部分 ,解決了電機 電流大的問題 ,增強了電機的性能、可靠性與使用壽命。 ③工藝方面的創(chuàng)新性 在電機組件以及整個電機的裝配過程中 ,采用數(shù)量較多的機械手與機器人 ,在整個裝配中一致性 ,可靠性 ,安全性 ,以及裝配的精確度、效率都大大高于普通電機的安裝 。在電機定子的裝配過程中 ,定子繞線采用日特最新開發(fā)的繞線機 ,完成該電機多股線并排繞線的繞線方式 ,大大減少了繞線過程中的失效 ,以及提高了電機繞線的效率以及一致性 。在電機定子外部浸絕緣漆的過程中 ,采用國內(nèi)領(lǐng)先的真空壓力浸漆設(shè)備 ,區(qū)別與普通電機的浸漆或者滴漆技術(shù) ,大大提高電機的絕緣防護。 四、 項目預(yù)期目標(biāo) (主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景以及獲取自主知識產(chǎn)權(quán)的情況 ) (一 )技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 研發(fā)兩個不同輸出功率的新產(chǎn)品 。擬申請專利 6 項 ,其中發(fā)明專利 1項 。制定企業(yè)標(biāo)準 5 項。 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) : ( 二 ) 項目產(chǎn)品性能及出廠標(biāo)準 本項目產(chǎn)品參照國家《 》《 》標(biāo)準執(zhí)行 ,并須符合萬向電動汽車股份有限公司擬開發(fā)的純電動汽車 (包括轎車及客車 )的參數(shù)要求 ,主要技術(shù)參數(shù)如下 : ①峰值扭矩 :240N m,額定轉(zhuǎn)矩 :150N m ②電機額定功率 :45kw,峰值功率 :75kw ③發(fā)電機額定功率 :41kw,峰值功率 :75kw ④電壓范圍 :240420VDC ⑤最高轉(zhuǎn)速 :8000r/min ⑥額定轉(zhuǎn)速 :3000r/min ⑦最高效率 :94%10 ⑧功率密度 :⑨防護等級 : IP55本項目的研發(fā)就是以產(chǎn)業(yè)化為目的的 ,本項目完成后 ,按正常年份 30 萬臺計算 。本項目的銷售價根據(jù)市場和企業(yè)實際銷售情況確定 ,達產(chǎn)后年營業(yè)收入估算為 150000 萬元。 年營業(yè)稅金及附加按國家規(guī)定計取 ,產(chǎn)品繳納增值稅 ,稅率為 17%,城市維護建設(shè)稅和教育費附 加分別按增值稅的 7%和 5%提取。達產(chǎn)年的營業(yè)稅金及附加估算為 萬元 ,年增值稅為 萬元。 (三 )應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景 (1)國際汽車市場前景分析 在經(jīng)濟一體化的背景下 ,全球分工使汽車成為典型的國際化產(chǎn)品 ,汽車行業(yè)更明顯表現(xiàn)出區(qū)域性分布和周期性共振的特點。從地域分布看 ,世界汽車生產(chǎn)主要集中在歐洲、美洲和亞太地區(qū)。四個老牌的汽車強國美國、日本、德國、法國的產(chǎn)量占全球汽車產(chǎn)量比重最大 ,2021 年這四個老牌汽車強國的產(chǎn)量占世界汽車總產(chǎn)量的近一半。但近幾年受金融危機影響 ,這四個