提效率和降成本，電機(jī)電控發(fā)展的必由之路

導(dǎo)讀：電機(jī)電控是新能源汽車的關(guān)鍵部件，也是制約我國(guó)新能源汽車發(fā)展的最關(guān)鍵問(wèn)題之一，在新能源汽車補(bǔ)貼逐步退坡的形勢(shì)下，提升電機(jī)效率和降低其成本是我國(guó)電機(jī)電控企業(yè)發(fā)展的必由之路。

政策大力支持下，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)已進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，動(dòng)力電機(jī)電控市場(chǎng)如同動(dòng)力電池市場(chǎng)一樣，存在無(wú)限的機(jī)會(huì)，這也是許多企業(yè)開(kāi)始布局新能源動(dòng)力電機(jī)、電控領(lǐng)域的主要原因。

《十三五國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確提出到2020年，新能源汽車實(shí)現(xiàn)當(dāng)年產(chǎn)銷200萬(wàn)輛以上，累計(jì)產(chǎn)銷超過(guò)500萬(wàn)輛。

2015年我國(guó)新能源汽車電機(jī)產(chǎn)量約為41萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)新能源汽車電機(jī)產(chǎn)量達(dá)240萬(wàn)臺(tái)。新能源汽車電機(jī)電控市場(chǎng)增長(zhǎng)空間巨大，前景廣闊。

新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有永磁同步、交流異步和開(kāi)關(guān)磁阻三大類。因其不同特點(diǎn)，各有應(yīng)用場(chǎng)合。

永磁同步電機(jī)體積小、質(zhì)量輕，功率密度大，可靠性高，調(diào)速精度高，響應(yīng)速度快；但最大功率較低，且成本較高。由于永磁同步電機(jī)具有最高的功率密度，其工作效率最高可達(dá)97%，能夠?yàn)檐囕v輸出最大的動(dòng)力及加速度，因此主要用在對(duì)能量體積比要求最高的新能源乘用車上。

交流異步電機(jī)價(jià)格低、運(yùn)行可靠；但其功率密度低、控制復(fù)雜、調(diào)速范圍小是固有限制。價(jià)格優(yōu)勢(shì)使得其在新能源客車中使用的較廣泛。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)價(jià)格低、電路簡(jiǎn)單可靠、調(diào)速范圍寬；但震動(dòng)、噪聲大，控制系統(tǒng)復(fù)雜，且對(duì)直流電源會(huì)產(chǎn)生很大的脈沖電流。用于大型客車。

其中， 日韓車系目前多采用永磁電機(jī)，轉(zhuǎn)速區(qū)間和效率相對(duì)都較高，但是需要使用昂貴的系統(tǒng)永磁材料釹鐵硼；歐美車系則多采用交流感應(yīng)電機(jī)，主要原因是對(duì)于稀土資源匱乏，以及降低電機(jī)成本考慮，其劣勢(shì)則主要是轉(zhuǎn)速區(qū)間小，效率低，需要性能更高的調(diào)速器以匹配性能。

1.具備電機(jī)電控供應(yīng)鏈的電動(dòng)汽車整車企業(yè)， 由其自有生產(chǎn)能力或關(guān)聯(lián)供應(yīng)鏈企業(yè)向其供應(yīng)全部或部分電機(jī)電控產(chǎn)品，部分整車廠的電機(jī)電控產(chǎn)品也少量外銷。 這類企業(yè)一般為傳統(tǒng)汽車制造企業(yè)， 經(jīng)過(guò)多年積累， 具備完整的零部件生產(chǎn)能力。 目前國(guó)內(nèi)的主機(jī)廠中，比亞迪、北汽新能源、江鈴新能源、長(zhǎng)安新能源、中通客車、廈門金龍等企業(yè)均具備自主供應(yīng)電機(jī)電控產(chǎn)品的能力。

2.專業(yè)從事汽車零部件供應(yīng)或?qū)I(yè)從事電機(jī)電控產(chǎn)品供應(yīng)的企業(yè)，其中包括專業(yè)汽車零部件供應(yīng)商，如采埃孚（ ZF）、大陸（ ConTInental）、博世（ Bosch）、日立（ Hitachi）、現(xiàn)代摩比斯（ Mobis）等國(guó)際汽車供應(yīng)巨頭； 以及國(guó)內(nèi)外新興的專業(yè)電機(jī)電控制造企業(yè)，如上海電驅(qū)動(dòng)、上海大郡、精進(jìn)電動(dòng)、臺(tái)灣富田電機(jī)（ Fukuta）等。

此外，部分傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)、變頻器等生產(chǎn)企業(yè)也依靠在研發(fā)、生產(chǎn)上的技術(shù)積累，積極轉(zhuǎn)型介入新能源汽車電機(jī)電控相關(guān)產(chǎn)品的供應(yīng)，如匯川技術(shù)、英威騰、臥龍電氣、方正電機(jī)、江特電機(jī)等。

電機(jī)電控廠商面臨的挑戰(zhàn)

新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)面臨安全、高效、成本的挑戰(zhàn)，這些因素決定著新能源汽車的未來(lái)發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)力。

新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)只是電機(jī)行業(yè)中的一小部分。雖然中國(guó)新能源車輛市場(chǎng)總體規(guī)模還不大，卻比傳統(tǒng)電機(jī)行業(yè)要求更高；尤其針對(duì)新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在重量、空間與輸出功率需求比來(lái)看，希望驅(qū)動(dòng)電機(jī)在每0.6 kg的重量下，能輸出1 kW的能力，其性能需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)電機(jī)的要求。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為新能源汽車取代傳統(tǒng)汽車引擎的角色，又礙于車輛的空間及價(jià)格限制，為達(dá)到高效率、高舒適性、高可靠性、低噪音、高轉(zhuǎn)速、高功率密度、必須使用強(qiáng)制水冷結(jié)構(gòu)等技術(shù)，但又須降低成本，因此要進(jìn)入新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的門坎要更高。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要瓶頸

1．電機(jī)功率密度、效率、壽命等綜合性能需待進(jìn)一步提升。

2．產(chǎn)品一致性、可靠性與汽車業(yè)使用要求尚有差距；許多企業(yè)所生產(chǎn)的樣品質(zhì)量不錯(cuò)，但一進(jìn)入量產(chǎn)就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量不一，無(wú)法達(dá)到相同性能。而且產(chǎn)品通過(guò)符合車輛質(zhì)量要求之 TS16949 質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的還更少。

3．成本過(guò)高問(wèn)題。這主要是除了要求企業(yè)提高技術(shù)水準(zhǔn)外，亦必須提升生產(chǎn)力。只有達(dá)到一定的產(chǎn)量下，電機(jī)的成本價(jià)格才能真正的下降。

而且新能源汽車電機(jī)、電控系統(tǒng)面臨的工況相對(duì)復(fù)雜：需要能夠頻繁起停、加減速，低速/爬坡時(shí)要求高轉(zhuǎn)矩，高速行駛時(shí)要求低轉(zhuǎn)矩，具有大變速范圍； 混合動(dòng)力車還需要處理電機(jī)啟動(dòng)、電機(jī)發(fā)電、制動(dòng)能量回饋等特殊功能。

此外，電機(jī)的能耗直接決定了固定電池容量情況下的續(xù)航里程。 因此， 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在負(fù)載要求、技術(shù)性能和工作環(huán)境上有特殊要求： 其一，驅(qū)動(dòng)電機(jī)要有更高的能量密度，實(shí)現(xiàn)輕量化、低成本， 適應(yīng)有限的車內(nèi)空間，同時(shí)要具有能量回饋能力，降低整車能耗；第二，驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)具備高速寬調(diào)速和低速大扭矩，以提供高啟動(dòng)速度、爬坡性能和高速加速性能；第三，電控系統(tǒng)要有高控制精度、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速率，并同時(shí)提供高安全性和可靠性。

電機(jī)電控系統(tǒng)作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，其技術(shù)、制造水平直接影響整車的性能和成本。目前，國(guó)內(nèi)在電機(jī)、電控領(lǐng)域的自主化程度仍遠(yuǎn)落后于電池，部分電機(jī)電控核心組件如 IGBT 芯片等仍不具備完全自主生產(chǎn)能力，具備系統(tǒng)完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整車企業(yè)和零部件企業(yè)仍是少數(shù)。