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    2016年中国车用驱动电机产业发展动态

    作者:贡俊 张舟云 出版时间:2017年08月
    摘要:

    2016年,我国驱动电机产业保持了产销规模的持续增长,新兴企业、新产品、新技术不断出现,电驱动系统全产业链发展进一步扩大。驱动电机及电机控制器的集成度进一步提升,产品技术指标逐步接近2020年发展目标,高密度高速电驱动总成、轮毂电动轮总成、48VBSG总成、电力电子集成封装总成、SiC器件及控制器成为新的技术发展重点。驱动电机产品制造模式及规模、产品盈利模式、整车与零部件企业的发展模式正在发生改变,以适应新能源汽车行业发展。

    一 产业发展情况

    (一)驱动电机产销稳步提升、新兴企业不断涌现

    根据中汽协会统计数据,2016年我国新能源汽车产销量均达到50万辆,较2015年增长1/3以上;其中,新能源乘用车产销量占2/3,比亚迪、北汽新能源、吉利、众泰和上汽乘用车分列前五位;新能源商用车产销量占1/3,宇通、中通、金龙、福田、申沃等分列前五位。除个别乘用车车型外,绝大部分新能源汽车(含全部新能源商用车)均配套我国自主研发的驱动电机及控制器产品。

    2016年,我国新能源汽车驱动电机及控制器生产企业数量出现快速增长。公告中驱动电机生产企业和电机控制器生产企业均有200余家,前20位生产企业的驱动电机和电机控制器产品占总量的比例分别达到78%和80%。我国既有比亚迪、上海电驱动、联合电子、安徽巨一自动化、深圳汇川、精进电动、上海大郡、南车株洲所、蓝海华腾和上海华域等为新能源乘用车和商用车提供大功率驱动电机和电机控制器的企业,也有如山东德阳、杭州杰能、永康斯科诺、杭州德沃士等为康迪G10/G11、知豆D2/D3、众泰云100等小型电动车提供小功率驱动电机及控制器的企业,驱动电机整体发展呈现多样化,行业发展热度持续升温。

    (二)产品性能提升较快、新产品不断涌现

    2016年,我国新能源汽车的驱动电机系统新产品不断涌现,产品集成度和产品技术指标也不断提升。在新能源乘用车驱动电机系统方面,为进一步提高电驱动系统的集成度,集成驱动电机/电机控制器/减速器的三合一电驱动总成(见图1a)、驱动电机与两挡变速器总成(见图1b)已经开始应用于市场;在商用车驱动电机系统方面,集成了多个电机控制器、DCDC变换器、充电机、高压配电盒的电力电子集成控制器(见图1c)已经成熟应用并不断小型化;集成电磁离合器的双电机串并联系统(见图1d)也开始推向新能源商用车市场。

    图1 电驱动总成及电力电子总成产品

    在技术指标方面,我国乘用车驱动电机产品功率密度已经达到3.3~3.6kW/kg(峰值功率/有效质量),最高转速提高至12800rpm以上;商用车驱动电机转矩密度达到18Nm/kg以上,最高转速达到3500rpm以上;电机控制器功率密度达到12kW/L以上,控制器效率达到98%以上。总体而言,我国乘用车驱动电机技术指标继续保持国际先进,商用车驱动电机技术指标保持国际领先,电机控制器指标正在迅速追赶国外同类产品水平。

    (三)分布式驱动领域成为新热点

    在智能网联汽车快速发展推动下,以轮毂电动轮总成和轮边电驱动总成为代表的分布式驱动产品发展热度迅速增加,2016年我国在轮毂电机和电动轮方面的产业并购加快,多家企业与国外厂商通过合资合作,期望快速推动分布式驱动产业发展。近年来,先后有浙江亚太机电与斯洛文尼亚Elaphe Propulsion公司、浙江万安科技与Protean Electric公司成立合资公司生产轮毂电机和电动轮总成(分别见图2a、图2b),期望通过轮毂电机与制动系统联合开发,为乘用车提供轮毂电动轮总成。中国汽车工程研究院与上海电驱动合作,联合开发电动轮总成样机(见图2c),相同功率和转矩指标的电机重量和尺寸均减轻30%以上。在商用车方面,湖北泰特机电全资收购荷兰e-Traction公司,并在天津投资制造基地,生产客车轮毂电机,期望在新能源商用车中应用推广。

    图2 轮毂电机和电动轮总成

    (四)电驱动产业联盟纵深发展

    2011年,我国成立了“电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟”,联盟经过6年的持续发展,在电驱动系统关键材料和关键器件方面推出了一系列国产化产品,并成功实现了国产化替代。在电机控制器方面,为充分利用第三代宽禁带半导体器件(SiC)的禁带宽度大、击穿场强高、饱和漂移速率高、热导率高等优点,联盟进一步整合了我国在SiC领域具有领先优势的科研院所,布局SiC器件、SiC外延材料、SiC模块封装;在驱动电机方面,为适合电力电子高频化发展,引入非晶材料开始在车用驱动电机进行应用试验;同时国产化低成本高速轴承、高性能绝缘材料等也进入产业联盟,联盟成员已达30家(见图3),联盟进一步扩展了产业链覆盖领域,推动我国电驱动系统产业链纵深发展。

    图3 电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟及其典型产品

    二 技术发展情况

    (一)驱动电机技术

    1.驱动电机本体技术

    2016年,驱动电机本