我国电动汽车驱动电综合保护器及其控制器行业分析.docVIP

驱动电机综合保护器及其控制器 1.驱动电机综合保护器类型及其发展 驱动电机综合保护器是电动汽车的关键部件，直接影响整车的动力性及经济性。驱动电机综合保护器主要包括直流电机综合保护器和交流电机综合保护器。目前电动汽车广泛使用交流电机综合保护器，主要包括：异步电机综合保护器、开关磁阻电机综合保护器和永磁电机综合保护器（包括无刷直流电机综合保护器和永磁同步电机综合保护器）。各类型电机综合保护器主要特点见表1。 车用电机综合保护器的发展趋势如下：(1)电机综合保护器本体永磁化：永磁电机综合保护器具有高转矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源，因此高性能永磁电机综合保护器是我国车用驱动电机综合保护器的重要发展方向。 (2)电机综合保护器控制数字化：专用芯片及数字信号处理器的出现，促进了电机综合保护器控制器的数字化，提高了电机综合保护器系统的控制精度，有效减小了系统体积。 (3)电机综合保护器系统集成化：通过机电集成（电机综合保护器与发动机集成或电机综合保护器与变速箱集成）和控制器集成，有利于减小驱动系统的重量和体积，可有效降低系统制造成本。 2.国外发展情况根据国外资料介绍 近年来美、欧开发的电动客车多采用交流异步电机综合保护器，国外典型产品技术参数请见表2。为了降低车重，电机综合保护器壳体大多采用铸铝材料，电机综合保护器恒功率范围较宽，最高转速可达基速的2～2.5倍。 日本近年来问世的电动汽车大多采用永磁同步电机综合保护器。产品功率等级覆盖3～123kW，电机综合保护器恒功率范围很宽，最高转速可达基速的5倍。日本近几年开发的电动汽车驱动电机综合保护器概况见表3。 3.我国发展现状 (1)交流异步电机综合保护器驱动系统我国已建立了具有自主知识产权异步电机综合保护器驱动系统的开发平台，形成了小批量生产的开发、制造、试验及服务体系；产品性能基本满足整车需求，大功率异步电机综合保护器系统已广泛应用于各类电动客车；通过示范运行和小规模市场化应用，产品可靠性得到了初步验证。 (2)开关磁阻电机综合保护器驱动系统已形成优化设计和自主研发能力，通过合理设计电机综合保护器结构、改进控制技术，产品性能基本满足整车需求；部分已具备年产2000套的生产能力，能满足小批量配套需求，目前部分产品已配套整车示范运行，效果良好。 (3)无刷直流电机综合保护器驱动系统国内企业通过合理设计及改进控制技术，有效提高了无刷直流电机综合保护器产品性能，基本满足电动汽车需求；已初步具有机电一体化设计能力。 (4)永磁同步电机综合保护器驱动系统已形成了一定的研发和生产能力，开发了不同系列产品，可应用于各类电动汽车；产品部分技术指标接近国际先进水平，但总体水平与国外仍有一定差距；基本具备永磁同步电机综合保护器集成化设计能力；多数仍处于小规模试制生产，少数已投资建立车用驱动电机综合保护器系统专用生产线。 (5)永磁电机综合保护器材料永磁电机综合保护器的主要材料有钕铁硼磁钢、硅钢等。部分掌握了电机综合保护器转子磁体先装配后充磁的整体充磁技术。国内研制的钕铁硼永磁体最高工作温度可达280℃，但技术水平仍与德国和日本有较大差距。 硅钢是制造电机综合保护器铁芯的重要磁性材料，其成本占电机综合保护器本体的20%左右，其厚度对铁耗有较大影响，日本已生产出0.27mm硅钢片用于车用电机综合保护器，我国仅开发出0.35mm硅钢片。 (6)电机综合保护器控制器关键部件电机综合保护器控制器用位置／转速传感器多为旋转变压器，目前基本采用进口产品，我国部分已具备旋转变压器的研发生产能力，但产品精度、可靠性与国外仍有差距。IGBT基本依赖进口，昂贵，国产车用IGBT尚处于研究阶段。 4.我国驱动电机综合保护器及其控制器存在的主要问题 (1)电机综合保护器原材料、控制器核心部件研发能力较弱，依赖进口，如硅钢片、电机综合保护器高速轴承、位置／转速传感器、IGBT模块等。进口产品成本高，影响电机综合保护器系统产业化。 (2)我国车用电机综合保护器的机电集成水平与国外差距较大。控制器集成度较低，体积、重量相对偏大。 (3)我国车用电机综合保护器系统尚处于起步阶段，制造工艺水平落后，缺乏自动化生产线，造成产品可靠性、一致性差。产业化规模较小，成本较高。 (4)现阶段国家出台的电动汽车驱动电机综合保护器系统标准较少，且不完善。如：不同类型电机综合保护器系统采用同一检测标准，缺乏可靠性、耐久性评价方法等。 [$page]整车控制器 1.国外发展情况 整车控制器的开发包括软、硬件设计。核心软件一般由整车厂研发，硬件和底层驱动软件可选择由汽车零部件厂商提供。 (1)国外整车控制器技术趋于成熟国外大部分汽车企业在电动汽车领域积累充足，控制策略成熟度高，整车节油效果良好，控制器产品通过市场检验证