南京航空航天大学张卓著教授:开展电动轿车离不开高性能动力部件
时间: 2023-03-12 作者: 华体会体育比分由世界电动车协会、亚太电动车协会和我国电工技能学会一同主办的、以“奔向才智电动出行”为主题的“第三十四届世界电动车大会暨博览会(EVS34)”将于2021年6月25—28日在南京举行,到时来自世界各地政府、企业和学术组织的领导和精英们都将齐聚一堂,一同讨论纯电动、混合动力车和燃料电池轿车及中心零部件范畴的前瞻性方针、先进技能、出色商场成果及立异开展趋势等。
张卓著,南京航空航天大学自动化学院教授、博士生导师、副院长,江苏省新能源发电与电能改换要点实验室副主任。国家“万人计划”科技立异领军人才、教育部新世纪优秀人才。掌管国家优秀青年科学基金、江苏省出色青年基金等项目;宣布学术论文180余篇,获2项世界会议最佳论文奖,出书专著2部;获江苏省科学技能一等奖、国家技能创造二等奖和我国航空学会青年科技奖等。
在节能、绿色低碳、科技日益改造的年代潮流下,电动轿车技能迅速开展,并成为当时全球轿车职业的研讨热门。伴跟着充电根底设施建造的逐步完善、电池技能的前进、续航路程的添加、充电时刻的缩短,以及相关方针的鼓舞引导,电动轿车工业已迈入开展新阶段。但随之而来的还有许多问题亟待解决,如中心要害技能的打破、前沿技能的立异、产品制作的改造等。
EVS34程序委员会委员、南京航空航天大学自动化学院教授张卓著以为,在电动轿车继续打破改造的进程中,其开展一直离不开高性能动力部件特别是电机体系的支撑。
EVS34作业组:作为EVS34程序委员会委员、EVS34“高效电机体系”分会场主席,您关于2021年在我国举行的EVS34有着怎样的等待?
张卓著:EVS作为全球规划最大的电动轿车盛会,引领着电动轿车技能立异、工业晋级的“风向标”,也是电动轿车范畴学术、技能和工业商场充沛交融和协作沟通的世界渠道。电动轿车是一种节能环保的绿色交通工具,可大大削减尾气排放,大力推进电动轿车的开展是完成“碳达峰”“碳中和”方针的重要途径。
2021年EVS34挑选在我国举行,充沛表明晰我国在电动轿车范畴的技能开展和商场潜力获得了全球的注重。EVS34将为电动轿车工业界及学术界的国内外同行架起沟通沟通的“桥梁”,为国内外电动轿车范畴的前沿技能建立杰出的展现渠道,并推进电动轿车职业的长足前进与开展。
作为电力驱动范畴的科技作业者,我信任EVS34将为广阔科研作业者供给了杰出的学习沟通时机。电动轿车的开展离不开高性能动力部件特别是电机体系的支撑。当时,电力电子改换器鼓励下电机体系运转原理不断改变,新式电机体系不断涌现,电机体系的规划、操控与集成出现典型的多学科穿插特征,其开展更是一日千里。与华中科技大学曲荣海教授一同作为EVS34“高效电机体系”分会场主席,等待各位专家学者和职业同仁共襄盛举,一同讨论电动轿车新式高效能电机体系的技能开展与趋势。
EVS34作业组:驱动体系作为电动轿车的操控中心之一,将电驱动体系进行多合一集成(行将OBC、DC/DC、逆变器、PDU等进行深度交融),将是潜力巨大的研讨方向,请问多合一集成要害难题首要包含哪些?
张卓著:电驱动体系集成在进步体系牢靠性的一起,还能进一步降低成本、节约空间,是未来电动轿车动力体系开展的必然趋势。在多合一集成方面,个人以为其要害难题首要在于高效的一体化冷却散热办法、紧凑化的结构规划、多体系的联动操控以及EMC问题。
在将OBC、DC/DC、逆变器、PDU等进行深度交融后,体系组件单元必然较多,且DC/DC、DC/AC环节存在较大的电磁搅扰,各组件之间相互影响,因而对EMC的处理睬变得更为扎手。此外,因为主功率部分多选用水冷方法,DC/DC、OBC和PDU又大多选用风冷方法,体系集成后的热办理问题也将变得愈加杂乱。因而,为确保体系牢靠安稳作业,多组件之间状况的交互和内部操控逻辑则需更富层次性。
从另一视点看,多合一集成后单体部件毛病的可维护性也需求慎重考虑,模块化规划在批量使用的含义将会得到进一步凸显。在集成方法上,混动车辆或分布式车辆中除了MCU、OBC、DCDC和PDU的集成外,MCU和GCU、MCU和MCU间的集成也是一个重要的研讨方向。这两者功率等级挨近,从结构和电气规划视点看,这种集成方法会大大简化体系安置,提高体系的功率密度。
EVS34作业组:跟着电动轿车出售量的逐年攀升,非插电混合动力、插电式混合动力、增程式电动轿车、串联、并联、混联等技能道路的使用好像日益清晰,那么未来10年混合动力轿车的发力点可能会出现在哪里?
张卓著:在电池技能、续航路程尚待打破,传统内燃机轿车保有量仍居高不下的当下,混合动力轿车有着其可继续开展的潜能。未来很长一段时期内,传统内燃机轿车的节能将是十分重要且艰巨的使命,而混合动力是内燃机轿车最有用的节能技能道路。
在这一过程中,尽管增程式电动轿车被以为是过渡计划,但是在轻型特种机动车辆范畴,根据增程发电和轮毂电机计划的分布式驱动车辆,在体系牢靠性、动力性、噪音水平方面有着巨大优势,且有着重要的使用价值。在重型特种车辆范畴,增程发电和轮毂电机的使用能够大大简化传动环节,节约车内空间,提高体系牢靠性,有利于整车安置。
轿车能量办理决议着整车能量的合理使用,是完成节能降耗的重要手法。跟着轿车的电动化和智能化开展,对电动轿车的能量办理提出了更高的要求。不管哪种混动车型,能量办理战略是决议其动力性和经济性的中心环节,功率流的准确检测和快速操控是高效能量办理的根底,经过先进能量办理战略合理对电池和发电机输出的电功率、发动机输出的机械功率和电池的电功率、电制动功率和机械制动功率等进行合理分配,才干统筹混动体系功率、动力性和牢靠性。
EVS34作业组:现在电动轿车商场推行现已取得了阶段性的开展,从电动化到信息化、智能化开展进程中,您以为其要害中心技能首要体现在哪些方面?
张卓著:跟着2020年11月《智能网联轿车技能道路》的出台,国内轿车职业已向着轿车智能化年代跨进。据中信证券估计,到2025年我国智能轿车出售规划将达700万辆,更多科技公司将进入电动轿车商场,传统车企将加快智能化进程。
现在,电动轿车的智能化开展过程中的要害技能首要有高性能高牢靠的驱动体系解决计划,才智感知和自动驾驭技能,分布式驱动操控技能等。在高性能高牢靠的驱动体系方面,高效高转矩密度液冷电机(包含新结构原理电机,如混合励磁电机、磁场调制电机等)和新一代宽禁带器材操控器、高功率密度一体化动力总成是未来电驱动体系的重要开展方向。别的,与智能驾驭相关的高性能低成本才智感知技能也是当时的热门研讨范畴。
在高性能电动车中,前后双电机驱动和轮毂电机分布式驱动计划也被越来越多地选用,针对多电机体系动力性和安全性的和谐操控和容错操控技能方面尚有许多需求霸占的难题。别的,对电驱动体系的智能化而言,功用安全和健康办理技能也是十分值得注重的方面,这是整车安全的重要确保。
EVS34作业组:谈到轿车智能化,最重要的部分便是芯片了,车规级芯片是轿车智能化必不可少的中心。近一段时期,国内外的芯片供给问题继续发酵,请问进口芯片现在在整车芯片中占比怎么,该状况是否会影响未来一段时期的产品供给?
张卓著:《新能源轿车工业开展规划(2021-2035年)》提出,到2025年新能源轿车新车出售量到达轿车新车出售总量的20%左右。依照这个速度,每年新能源车的复合增加率就要到达30%以上,这预示着未来轿车芯片的需求将超速增加。
在电动轿车芯片范畴,不管是数字操控芯片仍是功率器材,我国都受制于进口芯片,尤其是在车规级器材方面仍与国外存在较大距离,收购周期乃至影响产品开发进度,这对企业和科研院所在相关范畴的研讨和产品开发推行都会发生较大影响。与此一起,咱们也应看到国产化代替有严重技能需求和巨大的商场空间。
在功率器材方面,比亚迪、中车等国产器材厂家正在发力,其产品性能及牢靠性现在已具有大规划量产使用的水平。在数字化操控芯片方面,低端MCU范畴有着较多国产化计划可供挑选。而在高性能DSP和FPGA芯片方面,国内厂家依然较少,尽管有一些概念产品推出,但在核算才能和牢靠性方面仍需求攻关和打破。
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