首先介紹一下我們國(guó)家新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況。這里有幾句話做一個(gè)概括性的說(shuō)明：

第一句話比較明顯，就是說(shuō)驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為我們國(guó)家新能源汽車(chē)關(guān)鍵零部件核心之一，它的工程化和產(chǎn)業(yè)化的程度對(duì)于我們國(guó)家新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)影響至關(guān)重要，包括我們的創(chuàng)新體系的健全，都是一個(gè)非常重要的零部件。

第二，我們國(guó)家經(jīng)過(guò)15年的發(fā)展，在國(guó)內(nèi)的商用車(chē)(包括客車(chē)、卡車(chē))，還有乘用車(chē)、專(zhuān)用車(chē)(主要包含物流車(chē))應(yīng)用方面，當(dāng)前國(guó)內(nèi)已經(jīng)完全具備了滿足這些新能源汽車(chē)要求的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器的研發(fā)和制造能力，而且從產(chǎn)能來(lái)講的話，也是完全可以滿足需求，另外我們有一部分企業(yè)現(xiàn)在也在向國(guó)外做出口。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面，如功率密度、效率這些指標(biāo)，我們和國(guó)外先進(jìn)水平基本相當(dāng)。

第三，對(duì)于電機(jī)控制器而言，有這樣一個(gè)概括，因?yàn)槲覀儑?guó)內(nèi)的電力電子技術(shù)起步相對(duì)較晚，這里說(shuō)到的電力電子技術(shù)主要指功率器件技術(shù)，功率器件技術(shù)也不單單指模塊，也包含芯片的研發(fā)技術(shù)、封裝材料和封裝工藝技術(shù)，還涉及到電機(jī)控制器的集成技術(shù)。因?yàn)檫@些技術(shù)的時(shí)間差，使得國(guó)內(nèi)電機(jī)控制器的功率密度水平和國(guó)外量產(chǎn)的產(chǎn)品比較存在有些差距。2014年這種差距是一半，國(guó)內(nèi)控制器是國(guó)外同類(lèi)控制器的兩倍體積；經(jīng)過(guò)這兩年的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)電機(jī)控制器功率密度比2014年提高了50%，也就是說(shuō)和國(guó)外這個(gè)差距縮小了很多，后面也會(huì)有詳細(xì)的介紹。

第四，就是講電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，剛剛主持人講到，我是產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的秘書(shū)長(zhǎng)。這個(gè)聯(lián)盟后面我也會(huì)介紹到，這個(gè)聯(lián)盟其實(shí)它的一個(gè)宗旨是說(shuō)拉動(dòng)我們國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器上下游的協(xié)同發(fā)展，主要是提高我們關(guān)鍵材料和關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化能力。

首先簡(jiǎn)單做個(gè)對(duì)比，看看客車(chē)電機(jī)和轎車(chē)電機(jī)的主要差異?當(dāng)然我們現(xiàn)在有很多轎車(chē)電機(jī)也用在客車(chē)上，但是客車(chē)電機(jī)用在轎車(chē)上的比較少，這個(gè)差異主要體現(xiàn)在那兒呢?

第一看轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速主要和傳統(tǒng)動(dòng)力總成相關(guān)，客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源最高轉(zhuǎn)速不超過(guò)3000轉(zhuǎn)，所以客車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括插電式、純電動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)都在3000~3500rpm；可能有一小部分物流車(chē)或者公務(wù)用車(chē)電機(jī)轉(zhuǎn)速到4000rpm，基本在這個(gè)范圍。圖示有兩個(gè)電機(jī)，這兩臺(tái)電機(jī)功率一樣大，但是大小和重量完全不一樣。對(duì)轎車(chē)電機(jī)而言，因?yàn)閯?dòng)力傳動(dòng)方式的差異，要么加減速，要么加變速，可以成倍地降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩需求，對(duì)應(yīng)的體積和重量就會(huì)降低，當(dāng)然轉(zhuǎn)速會(huì)升高。

第二個(gè)對(duì)電機(jī)來(lái)講的話，一般說(shuō)這個(gè)電機(jī)多少千瓦，但實(shí)際上電機(jī)的體積和重量取決于扭矩，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和體積是成正比。因?yàn)榭蛙?chē)電機(jī)轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)矩大，所以重量比較高，對(duì)應(yīng)的成本就比較高。

第三，因?yàn)榭蛙?chē)電機(jī)功率需求比較大，所以電壓要求一般來(lái)說(shuō)都比較高，特別是對(duì)于直驅(qū)電機(jī)，直流電壓500~600V的需求比較普遍，當(dāng)然也有插電式客車(chē)電機(jī)電壓在300~400V這個(gè)等級(jí)。轎車(chē)電機(jī)直流電壓普遍在300~400V之間。

第四，最近幾年我們可以發(fā)現(xiàn)在客車(chē)應(yīng)用方面，各種不同應(yīng)用的控制器，逐步要做集成，這種集成化的要求越來(lái)越多；但轎車(chē)電機(jī)控制器由于布置空間問(wèn)題，定制化較多。還有就是從轎車(chē)用的電機(jī)控制器來(lái)講的話，我們其實(shí)可以發(fā)現(xiàn)里面空間問(wèn)題，所以它的標(biāo)準(zhǔn)化控制器一般來(lái)說(shuō)比較少，除非它做的非常小，就是什么樣的車(chē)都可以用，如果做不到這點(diǎn)的話要求做定制化，還有集成化，集成化后面也會(huì)有介紹，它的集成化就是說(shuō)不單單說(shuō)把不同的電力電子的控制器的系統(tǒng)還涉及到控制器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)集成。

第五，客車(chē)運(yùn)用里程相對(duì)轎車(chē)長(zhǎng)很多，基本上在4到6倍，包括壽命要求也相應(yīng)提升。

第六，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期來(lái)說(shuō)，客車(chē)市場(chǎng)要求的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證的周期往往比較短；而作為轎車(chē)電機(jī)控制器，它的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證的周期往往比較長(zhǎng)。

講到我國(guó)國(guó)家的電機(jī)水平，我這里給一張圖，這些數(shù)據(jù)應(yīng)該都是近幾年數(shù)據(jù)，有我們國(guó)內(nèi)的水平，也有市場(chǎng)上看到的國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。這些電機(jī)共同特征都是轉(zhuǎn)速比較高，功率也盡量找相近的，包括電壓和冷卻方式。從國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)電機(jī)的指標(biāo)來(lái)看，一般講轉(zhuǎn)矩密度和功率密度的話，其實(shí)不管是對(duì)應(yīng)電機(jī)有效重量還是總重量，都是在相當(dāng)?shù)乃健Ｎ覀儑?guó)家實(shí)際上為了推動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)電機(jī)的功率密度也提出了要求，到2020年是4kWlkg，這是產(chǎn)品級(jí)。當(dāng)前可能部分企業(yè)的個(gè)別產(chǎn)品可以做到這樣一個(gè)水平，但整體上我們現(xiàn)在產(chǎn)品級(jí)在3.2~3.3kW/kg；到2020年，我覺(jué)得4kW/kg完全有可能達(dá)到。我們還提到轉(zhuǎn)矩密度，轉(zhuǎn)矩密度對(duì)于高速電機(jī)來(lái)說(shuō)要做到比較高一般來(lái)說(shuō)比較難，所以轉(zhuǎn)矩密度相對(duì)與客車(chē)電機(jī)會(huì)低一些，但是如果我們和國(guó)外同類(lèi)電機(jī)比的話，應(yīng)該也是屬于相當(dāng)?shù)乃健?/p>

從電機(jī)控制器來(lái)說(shuō)，也是功率密度。當(dāng)然功率密度是一個(gè)外在指標(biāo)的體現(xiàn)，實(shí)際上和里面用的功率模塊和功率模塊的封裝形式都密切關(guān)聯(lián)，所以我們看到對(duì)應(yīng)國(guó)外的封裝式電機(jī)控制器，我們現(xiàn)在產(chǎn)品級(jí)的功率密度還有些差距。我剛剛也講過(guò)，對(duì)比我們兩三年前的水平，我們自身的進(jìn)步也非常大。

這里我列舉了一些現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)批量應(yīng)用的一些電機(jī)和控制器的產(chǎn)品，這里包括轎車(chē)和客車(chē)的應(yīng)用，總體來(lái)看我們國(guó)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器的進(jìn)步是非常快的，正如前面第一個(gè)報(bào)告王主任講的一樣，我們國(guó)家客車(chē)不管整車(chē)水平還是零部件的水平，應(yīng)該說(shuō)在國(guó)際上都是處于領(lǐng)先水平。

右邊舉了幾個(gè)例子，從2016年到現(xiàn)在，我們?cè)谲?chē)用的材料和器件方面已經(jīng)有了哪些產(chǎn)品。比如像我們電機(jī)里面硅鋼的材料，前幾年主要是用日本的硅鋼材料，經(jīng)過(guò)我們國(guó)內(nèi)像寶鋼、武鋼(現(xiàn)在合并成寶武集團(tuán))的研發(fā)和實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)大部分都用國(guó)內(nèi)的硅鋼。

還有功率模塊，我們講功率電子一直是制約我們國(guó)內(nèi)電機(jī)控制器發(fā)展的瓶頸。經(jīng)過(guò)我們和半導(dǎo)體廠商合作，一起來(lái)對(duì)標(biāo)和研發(fā)汽車(chē)級(jí)功率器件。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有兩到三家半導(dǎo)體封裝企業(yè)做出可批量應(yīng)用的器件。這個(gè)好處是什么呢?它可以大幅度降低我們功率器件的采購(gòu)成本，而且在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)上說(shuō)，因?yàn)槲覀儑?guó)內(nèi)有自主產(chǎn)品的能力，我們的議價(jià)能力提升了。除了功率器件，也包括電容器、位置傳感器、線束等，這是都是我們聯(lián)盟的一些成果。

這里也提到我們國(guó)家對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)業(yè)的支持，這里面我提兩個(gè)：一是中國(guó)制造2025，中國(guó)制造2025前面肖主任提到7+1，驅(qū)動(dòng)電機(jī)是在新能源汽車(chē)、節(jié)能汽車(chē)、汽車(chē)制造三個(gè)領(lǐng)域都是作為很重要的組成部分。

二是國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，去年已經(jīng)啟動(dòng)了一批項(xiàng)目，今年正在啟動(dòng)第二批項(xiàng)目，涉及驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電力電子一共有六個(gè)項(xiàng)目，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電力電子、電驅(qū)動(dòng)總成等；還有電機(jī)控制器，包括碳化硅器件的基礎(chǔ)理論和碳化硅電機(jī)控制器。十三五驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)展目標(biāo)是繼續(xù)保持實(shí)現(xiàn)，電機(jī)控制器是實(shí)現(xiàn)功率倍增。我們?nèi)绻軌蜃龅焦β时对觯涂梢宰龅絿?guó)外同步。當(dāng)然國(guó)外也在發(fā)展，但從這兩年來(lái)看，我們的發(fā)展速度會(huì)加快。對(duì)于電機(jī)控制器的功率密度，這里給出了從2014年的水平和2020年要達(dá)到的水平，還有2025年可能會(huì)達(dá)到的水平，當(dāng)然2025年32-36kW/L是基于碳化硅器件。對(duì)于硅基材料，由于本征溫度的限制，有分析說(shuō)它能夠達(dá)到的最大功率密度極限在19~20kW/L。也就是說(shuō)，如果要達(dá)到32kW/L，必須提高它的頻率范圍和工作溫度，碳化硅可能是一個(gè)非常好的載體。

對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)而言，十三五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃也有明確的目標(biāo)。乘用車(chē)電機(jī)功率密度是4kW/kg，商用車(chē)電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度做到20Nm/kg。當(dāng)前轉(zhuǎn)矩密度水平是多少，和電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)。如插電式客車(chē)電機(jī)，可能在16-17Nm/kg，如果是直驅(qū)電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度會(huì)稍微高一點(diǎn)，也就是說(shuō)達(dá)到20Nm/kg通過(guò)材料利用率的提升，是非常有可能達(dá)成的。要達(dá)成這個(gè)指標(biāo)需要比較多的技術(shù)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，后面也有介紹。

第二部分介紹驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。首先做一個(gè)不同類(lèi)型電機(jī)的性能對(duì)比，為什么說(shuō)這個(gè)事情?我經(jīng)常被人問(wèn)到，說(shuō)感應(yīng)電機(jī)和永磁電機(jī)哪個(gè)好，以后發(fā)展方向到底是什么?用這張圖來(lái)說(shuō)明，各種電機(jī)本身是有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我們需要了解它們各自的特點(diǎn)，放在適合的應(yīng)用領(lǐng)域里面。通常所說(shuō)，直流電機(jī)現(xiàn)在都不用了，交流電機(jī)主要有感應(yīng)電機(jī)(異步電機(jī))、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)和永磁電機(jī)，永磁電機(jī)又分為幾種。從汽車(chē)應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)主要關(guān)注電機(jī)的效率、調(diào)速范圍、功率密度和控制性能等特征。如果說(shuō)到調(diào)速范圍，交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)具有同類(lèi)的調(diào)速的性能；如果說(shuō)到恒功率范圍，由于交流異步電機(jī)自身的特性，它的恒功率區(qū)一定會(huì)比永磁同步電機(jī)低一些。

從高效率區(qū)來(lái)講，表現(xiàn)出來(lái)的結(jié)果是永磁同步電機(jī)高效率區(qū)更寬，這也和電機(jī)的本身原理是有關(guān)系。像交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)子一定要?jiǎng)?lì)磁，就會(huì)損失一部分的能量，永磁電機(jī)因?yàn)檗D(zhuǎn)子永磁體本身可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，使得效率占優(yōu)。對(duì)于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子上沒(méi)有永磁體，也不需要感應(yīng)，完全靠磁阻的變化，所以效率比永磁電機(jī)來(lái)說(shuō)更低一些。

從電機(jī)本體的控制性能看，交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)基本上是相當(dāng)?shù)摹．?dāng)然現(xiàn)在也有一小部分在低成本的電動(dòng)車(chē)上可能用到無(wú)刷直流電機(jī)，無(wú)刷直流電機(jī)由于自身特點(diǎn)，在調(diào)速性、功率密度和效率方面，與永磁同步電機(jī)差距還是存在的。

從電機(jī)本體技術(shù)看，分了這樣幾個(gè)方面：首先是電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)。因?yàn)槠?chē)應(yīng)用不光是要考慮功率、轉(zhuǎn)矩、效率，還要考慮發(fā)熱、振動(dòng)以及和電機(jī)控制的匹配，在這些約束下進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候就不單單是電磁設(shè)計(jì)，要考慮多個(gè)領(lǐng)域。我們提出的多領(lǐng)域集成、多層面優(yōu)化和多端口匹配設(shè)計(jì)，多領(lǐng)域集成就是考慮機(jī)、電、熱、磁等不同領(lǐng)域，多層面優(yōu)化是從概念設(shè)計(jì)、場(chǎng)路耦合仿真到系統(tǒng)集成仿真的不同角度進(jìn)行評(píng)估，多端口匹配是指機(jī)械端口、電端口以及熱端口的匹配。

從電機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)，設(shè)計(jì)的目標(biāo)是不斷地降低電機(jī)的體積和重量，不斷地提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩品質(zhì)。要做到這一點(diǎn)，需要在電機(jī)的磁路設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)加強(qiáng)轉(zhuǎn)子形狀的設(shè)計(jì)以及磁阻轉(zhuǎn)矩的利用率。電機(jī)轉(zhuǎn)矩分為兩部分組：一部分永磁轉(zhuǎn)矩通過(guò)永磁體得到的，另外一部分是磁阻轉(zhuǎn)矩，是通過(guò)設(shè)計(jì)得到的。磁阻轉(zhuǎn)矩是在永磁體相對(duì)固定的前提下，通過(guò)設(shè)計(jì)可以得到更大的轉(zhuǎn)矩輸出。同時(shí)，要讓整個(gè)電機(jī)在運(yùn)行區(qū)域里面比較安靜，振動(dòng)噪聲要求很高，這也是近幾年整車(chē)企業(yè)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)企業(yè)提出了一個(gè)很重要的指標(biāo)；電機(jī)的熱性能和制造工藝非常關(guān)聯(lián)，要把這個(gè)電機(jī)做小做輕，功率和轉(zhuǎn)矩保持不變，最主要的途徑就是改善它的熱性能，包括了生熱、導(dǎo)熱和散熱三個(gè)過(guò)程的設(shè)計(jì)。

生熱指的就是降低電機(jī)損耗，包括銅耗、鐵耗。降低銅耗需要在繞組結(jié)構(gòu)形式有創(chuàng)新，包括這里看到的高密度繞組技術(shù)和扁導(dǎo)線技術(shù)。導(dǎo)熱的關(guān)鍵在于材料以及槽狀設(shè)計(jì)，如何大幅度提高導(dǎo)熱面積又不影響磁路性能，也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。散熱主要是冷卻水道的形狀和包括油冷在內(nèi)的冷卻方式。但是，油冷技術(shù)涉及到關(guān)鍵技術(shù)非常多，包括絕緣材料、繞組漆膜、綁扎繩等都要驗(yàn)證是否能夠和油品兼容等等。

再進(jìn)一步就涉及到電機(jī)材料技術(shù)，材料技術(shù)里面現(xiàn)在研究就是有什么發(fā)現(xiàn)呢?首先同樣的硅鋼材料，不同的沖材工藝表現(xiàn)出不同的特征，特別是鐵耗差異非常大。其次，硅鋼的機(jī)械性能就是我們通常講的強(qiáng)度，是隨著溫度發(fā)生變化的，通常做強(qiáng)度校核時(shí)沒(méi)有特別關(guān)注這一點(diǎn)。但是最近的研究表明，在高溫和常溫的情況下硅鋼片的屈服強(qiáng)度降低30%左右。

在電機(jī)控制器方面，主要是集成，特別是系統(tǒng)級(jí)集成，把半導(dǎo)體晶圓和控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)做集成，這也是我們當(dāng)前和國(guó)外差距比較大的地方，也是追趕的重點(diǎn)。還有從碳化硅的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)加大了投入，在碳化硅的應(yīng)用方面有可能和國(guó)外基本上同步。另外是電機(jī)控制技術(shù)，控制技術(shù)里面現(xiàn)在大家關(guān)注的是什么?第一電壓利用率的提升，同樣電池電壓下怎么樣控制電機(jī)輸出最大的能力；第二是轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，涉及到整車(chē)舒適型，即NHV性能；還有就是故障診斷，怎么樣保證車(chē)輛的安全。

對(duì)于電機(jī)控制軟件而言，特別是乘用車(chē)應(yīng)用，對(duì)ISO26262功能安全以及AutoSAR軟件架構(gòu)要求越來(lái)越突出。另外就是電磁兼容性能，電磁兼容是近兩年來(lái)，不管是客車(chē)還是轎車(chē)的整車(chē)和零部件公告強(qiáng)制的項(xiàng)目。如何提高零部件電磁兼容性也是我們需要非常關(guān)注。還有就是系統(tǒng)匹配，電機(jī)的設(shè)計(jì)不僅僅是說(shuō)電機(jī)本身要設(shè)計(jì)出寬效率區(qū)，進(jìn)一步要求電機(jī)的高效區(qū)是整車(chē)常用的區(qū)域，因此需要對(duì)系統(tǒng)做全局的優(yōu)化，這也是我們從研究角度的一個(gè)非常重要的方向。

在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總成方面，不同的動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型包括商用車(chē)電機(jī)變速箱總成、雙電機(jī)總成等，當(dāng)前乘用車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)也在探索是否可以在客車(chē)?yán)锩孀鰬?yīng)用。還有輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)我個(gè)人觀點(diǎn)這是一個(gè)非常好的分布式驅(qū)動(dòng)形式，但是要把輪轂電機(jī)做成產(chǎn)品還是需要花非常多的時(shí)間。

最后小節(jié)講一下驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)發(fā)展方向：

一是集成化，包括機(jī)電耦合集成、電力電子控制器集成；

二是高效率化，不管通過(guò)什么技術(shù)途徑，我們永遠(yuǎn)追求高效率和低成本；