由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車報(bào)社共同主辦,天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)特別支持,日本汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、新能源汽車國(guó)家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟聯(lián)合協(xié)辦的第二十屆中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國(guó)際論壇(以下簡(jiǎn)稱“泰達(dá)汽車論壇”)于2024年8月29日至9月1日在天津?yàn)I海新區(qū)舉辦。本屆論壇以“風(fēng)雨同舟二十載 攜手并肩向未來(lái)”為年度主題,邀請(qǐng)重磅嘉賓展開(kāi)深入研討。
在9月1日“節(jié)能與新能源方向?qū)n}分論壇二:20年創(chuàng)新突破,能源動(dòng)力技術(shù)如何再升級(jí)?”中,哈爾濱理工大學(xué)博導(dǎo)教授、俄羅斯工程院外籍院士、精進(jìn)電動(dòng)創(chuàng)始人蔡蔚發(fā)表題為 “助力電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品創(chuàng)新”的演講。
哈爾濱理工大學(xué)博導(dǎo)教授、俄羅斯工程院外籍院士、精進(jìn)電動(dòng)創(chuàng)始人 蔡蔚
以下為演講實(shí)錄:
今天講三個(gè)方面的內(nèi)容。
一、汽車電動(dòng)化降碳
電動(dòng)化降碳實(shí)際是一個(gè)公益項(xiàng)目。降碳可能是大家都熟悉的事,我們國(guó)家二氧化碳年排放全球第一,60年累計(jì)排放全球第二,單位GDP排放全球第五,人均排放除以很大的分母以后還是第九,是全球平均數(shù)的1.8倍,這大概是我們國(guó)家二氧化碳的主要的情況。這些事排前幾名基本都在這,大家一眼就看出來(lái),一說(shuō)二氧化碳就說(shuō)到中國(guó),中國(guó)我們自己說(shuō)的是占1/3,但是有的人說(shuō)我們占了全球一半的二氧化碳排放,所以這個(gè)確實(shí)是一個(gè)挺大的事。
第二個(gè),困難與挑戰(zhàn),降碳這個(gè)事你干嘛不把碳降下來(lái),關(guān)鍵問(wèn)題是我們碳剛才說(shuō)單位GDP排放的碳挺多,所以沒(méi)辦法,GDP不能砍下來(lái),砍下來(lái)不行。去年全球與能源相關(guān)的碳排放增長(zhǎng)了1.1%,全是中國(guó)增長(zhǎng)的,中國(guó)增長(zhǎng)超過(guò)了全球增長(zhǎng)的總數(shù),增長(zhǎng)的量全都是來(lái)自中國(guó)的。哪些地方是二氧化碳排放的主要的,基本就是這些行業(yè),顯然交通行業(yè)也占了挺大的一個(gè)比例,這是統(tǒng)計(jì)結(jié)果,就不詳細(xì)說(shuō)了。
我們國(guó)家能源排放是全球?qū)⒔话氲亩趸嫉呐欧?,我們?guó)家發(fā)電的排放占了我們國(guó)家一半的二氧化碳排放。也就是我們國(guó)家發(fā)電占了全世界的1/4左右,但是國(guó)家統(tǒng)計(jì)的總數(shù)數(shù)據(jù)不是這個(gè)數(shù),比這個(gè)數(shù)低一些,我是從科學(xué)報(bào)道的角度看到的結(jié)果。
中國(guó)碳排放來(lái)源主要是煤電,每發(fā)一度電就排放838g二氧化碳,消耗煤是305g,光伏大概是煤電的1/10還不到,水電就更少,風(fēng)電就更進(jìn)一步少,核電就基本快是幾十倍的事。所以,減少二氧化碳的排放大家就知道該怎么減少這個(gè)問(wèn)題。
怎么減少,國(guó)家就是要把紅顏色的這個(gè)去掉,全部變成綠顏色的和藍(lán)顏色的,這個(gè)大餅圖一眼看大概是這個(gè)意思。
2023年熱電占了66.3%,我們規(guī)劃的是熱電和煤電在2025年占比是53%,要減10%多還是壓力比較大的。到2060年熱電就只占9%,而煤電只占3%。所以,大家可以知道這個(gè)壓力是挺大的。
壓力大,我在說(shuō)的是沿著這個(gè)數(shù)來(lái)算算,究竟二氧化碳的排放是多少,我們拿一個(gè)油車百公里6.31L,和電車百公里14度電兩個(gè)差不多大小的車進(jìn)行比較,之所以運(yùn)煤的排放不一樣,是因?yàn)橛械臅r(shí)候從澳大利亞買煤,有的從山西拉煤所以不一樣,范圍較大一些。
但是,總而言之,這個(gè)油車大概從油井到油箱之間,每開(kāi)1萬(wàn)公里大概排放0.126噸,車輛運(yùn)行的大概1.5噸左右,加起來(lái)1.26噸,電剛才說(shuō)不同地方得的肯定不一樣,從煤井這一段開(kāi)1萬(wàn)公里,大概排放0.9噸二氧化碳。開(kāi)車不排放二氧化碳,一樣得出來(lái)還是0.9噸,最后的結(jié)果是大概將近降碳45%,也就是說(shuō)按照我們2023年66.3%的煤電的比例,電車比這個(gè)油車降碳45%。
我們?cè)僮鲆粋€(gè)假設(shè),假設(shè)2023年沒(méi)有任何一個(gè)清潔能源,全都是煤發(fā)電,結(jié)果發(fā)現(xiàn)還降碳了16%,我們即使全部用煤發(fā)電也比油車減少二氧化碳排放,我在這里講的是從W到W,從油井、煤井到車轱轆這段的排放,沒(méi)包括制造,也沒(méi)包括回收,制造和回收大家重新計(jì)算,要加到整個(gè)的全生命周期。
大家都知道能源跟動(dòng)力有關(guān),因而是我們這一塊的排放,動(dòng)力目前國(guó)內(nèi)有了很大的進(jìn)展,基本上國(guó)產(chǎn)的水平在不斷的提高。但是前10的企業(yè),不管國(guó)產(chǎn)的還是外資的,我們是一個(gè)多元性的社會(huì)國(guó)家,是改革開(kāi)放的。大家加起來(lái)前10占到70%到80%左右。我們上了工信部目錄的有278個(gè)電動(dòng)化的企業(yè),這278個(gè)當(dāng)中,前10%占80%,剩下的那些干什么,就是降個(gè)價(jià),就干那個(gè)活,對(duì)這個(gè)當(dāng)然也有很多創(chuàng)新型企業(yè),或者是一些小的企業(yè)貢獻(xiàn)。
二、新能源汽車電驅(qū)動(dòng)技術(shù)趨勢(shì)
電動(dòng)化的趨勢(shì),技術(shù)趨勢(shì),首先第一個(gè)是面向碳中和混合動(dòng)力用的零碳燃料,未來(lái)要零碳,零碳你燒油不可能零碳,所以必須得燒別的,說(shuō)是燒氫,氫是用綠色的氫,是用綠色的電制作的氫,現(xiàn)在的氫用煤發(fā)電制造的氫不是綠色的,將來(lái)要用綠色的氫加上氮?dú)馊ブ圃斐霭眮?lái),氨燃燒,右邊的燃燒方程式一眼就可以看出來(lái)肯定不排放二氧化碳。
我們?cè)倏催€有一種,我們用綠色的氫加上二氧化碳這是好事,消滅二氧化碳,最后制造出甲醇來(lái)。但是缺點(diǎn)就是甲醇燃燒還產(chǎn)生二氧化碳,因而是一個(gè)循環(huán)的。但是無(wú)論如何,制造甲醇需要二氧化碳,因而它是一個(gè)從循環(huán)角度來(lái)說(shuō)可以減少二氧化碳的排放。這大概是我們說(shuō)需要的東西,你費(fèi)那個(gè)勁干嘛,燒氫不就行了嗎,燒氫產(chǎn)生水,左邊是氫、甲醇和氨。
我們先看第一個(gè)事情。電解水沒(méi)有問(wèn)題,關(guān)鍵問(wèn)題就是你要產(chǎn)生電解水那個(gè)電要產(chǎn)生二氧化碳的排放。
第二是水,燃燒也沒(méi)有問(wèn)題,燃燒產(chǎn)生了水,這也沒(méi)問(wèn)題。
但是有問(wèn)題的是第三個(gè)就來(lái)了,沸點(diǎn)是零下253度,你那個(gè)車能裝253度嗎,肯定能裝,但是那是錢(qián)的問(wèn)題,我們花不起那個(gè)錢(qián),氫沒(méi)辦法以液態(tài)的方式存在放到我們車上。
既然沒(méi)有辦法用液體就用氣體,氣體你不能說(shuō)弄一個(gè)無(wú)限大的罐放到你的車上,那肯定不希望,那就希望把罐的壓強(qiáng)增加,是需要70到100兆帕,這么大的壓強(qiáng),那肯定又是錢(qián),又是事,都來(lái)了,這個(gè)大家比較熟悉。尤其是運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中,我聽(tīng)說(shuō)我們國(guó)家有建運(yùn)送氫氣的一個(gè)管道,我估計(jì)只有中國(guó)能建設(shè),全世界任何別的國(guó)家都不可能建設(shè)。所以我想說(shuō)的是沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性。
從業(yè)態(tài)的角度來(lái)講它的密度也不夠大,但是還有一個(gè)問(wèn)題就是可燃極限,4%到74%,這個(gè)是好事,一點(diǎn)就著,但是一要露出來(lái)在密閉空間一點(diǎn)就著的話,可能要把這個(gè)樓給平地,我們大部分的車都放地下,所以這是一個(gè)問(wèn)題要解決。
還有汽化熱也挺大的,容易產(chǎn)生爆炸,所以這些問(wèn)題,都需要徹底的解決了以后,我們這個(gè)氫才可以大批量的生產(chǎn)。
氫在儲(chǔ)能方面沒(méi)有任何問(wèn)題,放到空間開(kāi)放的地方,放到大的地方,都沒(méi)有問(wèn)題,而且儲(chǔ)能比其他的電池儲(chǔ)能便宜多了,就是放到密閉的空間出了問(wèn)題。由于這些問(wèn)題沒(méi)有解決,所以我們才引入甲醇、氨這些事,就不詳細(xì)說(shuō)了。
另外,也造成了我們國(guó)家的氫燃料電池汽車銷量去年最多,是5800輛,你家后院自己做5800輛也算是Business,全中國(guó)顯然不是Business,離產(chǎn)業(yè)化還遠(yuǎn)著呢。包括豐田,大家認(rèn)為豐田多厲害,滿網(wǎng)都是,包括他們進(jìn)口到我們中國(guó),所以有一些問(wèn)題。
我們講的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要的發(fā)展方向,一個(gè)是功率要提高,第二個(gè)是電壓可能要提高,電壓提高不是我們電驅(qū)動(dòng)需要的,是充電需要的。但是給我們電驅(qū)動(dòng)干了一個(gè)好事,使我們可以提高功率密度,基本上是說(shuō)電機(jī)從圓線向扁線方向發(fā)展。
第二我們功率模塊從IGBT硅基的,向?qū)捑Тβ侍蓟杌姆较虬l(fā)展。
第三我們水冷向油冷和油水復(fù)合冷卻方向發(fā)展。
最后一個(gè)我們由單減向單減/變速發(fā)展。尤其是像他們大的商務(wù)車沒(méi)有變速是沒(méi)發(fā)運(yùn)行的,電機(jī)本身也是不行的,所以這都是非常重要的幾個(gè)發(fā)展的方向。
沿著這個(gè)發(fā)展的方向人們又提談另外的事情,滑板底盤(pán),把這個(gè)平的地方放到電池去,然后你人一調(diào)車變寬了,軸距一調(diào)車變長(zhǎng),長(zhǎng)段、寬窄都是一個(gè)底盤(pán)這是一個(gè)好事,正好把電機(jī)裝車轱轆上,因而出現(xiàn)了輪轂電機(jī),但是沒(méi)有任何一個(gè)企業(yè)量產(chǎn),一個(gè)都沒(méi)有,那就是問(wèn)題,我寫(xiě)的紅顏色的是問(wèn)題,因而在降低重量的同時(shí)我們不能像過(guò)去重點(diǎn)專項(xiàng)只研究電機(jī)降重,我們要把電驅(qū)動(dòng)的這套系統(tǒng)和整個(gè)車轱轆的重量都降下來(lái)才可以解決問(wèn)題。所以,量產(chǎn)不是一個(gè)事情,而是一系列的事情,盡管電機(jī)是核心,我們就不往下講質(zhì)量下移的缺點(diǎn)。
另外一個(gè)發(fā)展,輪轂電機(jī)通常你放到輪轂上,就跟轉(zhuǎn)向、制動(dòng)還有懸架這些都連起來(lái),而現(xiàn)在制動(dòng)轉(zhuǎn)線控的自動(dòng)轉(zhuǎn)向和懸架占比很少,我給的比例是市場(chǎng)的大部分比例,未來(lái)向這些方向發(fā)展,是大概的發(fā)展方向,融合和集成到一起去。
無(wú)論如何我們最后總是希望這個(gè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)越來(lái)越小越好,電機(jī)的大小和轉(zhuǎn)矩成正比,因而我們就把電機(jī)的轉(zhuǎn)矩降下來(lái),可是你需要的功率怎么辦,正好轉(zhuǎn)矩乘上轉(zhuǎn)速就等于功率,所以提高轉(zhuǎn)速可以使功率不變,但是電機(jī)變小,大家不斷在提高轉(zhuǎn)速,是不是無(wú)限多,不是的,任何一個(gè)車都是從不轉(zhuǎn)到最后的轉(zhuǎn)速。因而當(dāng)你的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩太小的時(shí)候,低速的大轉(zhuǎn)矩就需要一個(gè)很大的齒輪箱,這個(gè)齒輪箱在高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候照樣效率很低,尺寸很大,所以不能無(wú)限度增加地電機(jī)的轉(zhuǎn)速,除非你有辦法。
另外一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加,電機(jī)頻率也要增加,過(guò)去用的IGBT就不夠,因而產(chǎn)生高頻的第三代的寬禁帶的功率半導(dǎo)體發(fā)展,就像碳化硅、氮化鎵的。還有一個(gè)齒輪,你需要高速,要解決高速齒輪這一系列的問(wèn)題。
電機(jī)電壓提高之后,又跟絕緣、電容產(chǎn)生一大堆的問(wèn)題,這些問(wèn)題都需要我們先解決后提高這些事情?;蛘哒f(shuō)我們?cè)谝贿呑鲞@個(gè)事情一邊解決整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的問(wèn)題。
除了設(shè)計(jì)和材料之外,我們基本上有以下幾個(gè)途徑。
第一剛才說(shuō)提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速,可以使電機(jī)變得更小一些。
第二是提高電壓,我剛才說(shuō)了,提高電壓是我們改革的好事,是因?yàn)閺碾娔沁呉唠妷海医o的數(shù)就不詳細(xì)說(shuō)了。
另外,是縮短運(yùn)行時(shí)間,我們過(guò)去一直要求乘用車必須30秒,商用車至少1分鐘,現(xiàn)在新的國(guó)標(biāo)把時(shí)間降下來(lái),但是降下來(lái)仍然要滿足需求,這里面國(guó)標(biāo)給的不是放之四海而皆準(zhǔn)。
這樣一系列的地方,我們?cè)賮?lái)提高這些約束,另外一個(gè)很大的問(wèn)題,當(dāng)你把電機(jī)做小了,把電驅(qū)動(dòng)做小,冷卻出了問(wèn)題,冷卻成了卡脖子的問(wèn)題,液冷當(dāng)中要解決這些問(wèn)題,液冷怎么調(diào)整,怎么優(yōu)化等等,這些變成重要的問(wèn)題。
舉一個(gè)例子,創(chuàng)新設(shè)計(jì)的案例,這個(gè)大家比較熟悉的,就是Lucid Air,做到了74公斤,500千瓦電驅(qū)動(dòng)總成,比我們國(guó)內(nèi)的大部分人僅做電機(jī)還輕很多,這就是水平,那么怎么做的,我就不詳細(xì)在這一一講了,冷卻大家一看油從這個(gè)地方噴出來(lái)了,直接冷到這了。
第二包括它行星臺(tái)等等的使用,總而言之采取了一系列的技術(shù),而且它在永磁體的使用方面,把燒結(jié)鋁鐵硼和粘結(jié)鋁鐵硼均用到這里面去,從而提高功率密度,我就不詳細(xì)講了。
另外一個(gè)誰(shuí)在這方面做的比較好,美國(guó)的一個(gè)北卡羅來(lái)納州立大學(xué),做了美國(guó)的DOE的項(xiàng)目,電機(jī)要求50kW/L,控制器要求每100kW/L,而這個(gè)數(shù)只有北卡羅來(lái)納大學(xué)實(shí)現(xiàn)了,在電機(jī)中實(shí)現(xiàn)了。
那它的主要的表現(xiàn)是什么,超級(jí)銅繞組,比銅的電導(dǎo)率要高多了,這個(gè)材料用的,把表面的碳纖維綁扎的方式,不是特斯拉的內(nèi)置的而是表貼的,為什么是表貼的,因?yàn)楸碣N的加上這個(gè)集中繞組才能使電機(jī)調(diào)速范圍更寬,其他的不行,這幾個(gè)是超級(jí)銅繞組。
按照數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō),Lucid Air當(dāng)之無(wú)愧的世界第一,還有昊鉑等企業(yè),還有其他的沒(méi)有統(tǒng)計(jì)進(jìn)來(lái),因?yàn)闆](méi)有拿到測(cè)試數(shù)據(jù)。
三、產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新支撐電動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步
昊鉑廣汽做了非晶碳纖維,左邊是用的非晶材料,表面用的碳纖維綁扎。我一會(huì)再講非晶制造當(dāng)中遇到的困難和挑戰(zhàn)。
小米的案例,它最早的時(shí)候,這是我2000年的時(shí)候給通用汽車設(shè)計(jì)的東西,通用汽車后來(lái)2007年批量生產(chǎn)的電機(jī),小米用的也是發(fā)卡式扁線繞組加上轉(zhuǎn)子雙軌一線的永磁體,完全一樣,沒(méi)有任何的區(qū)別。
所以我叫20年的技術(shù),它是我20年前發(fā)明的技術(shù),我是世界第一個(gè)發(fā)明的,發(fā)卡式繞組名也是我給的,全世界沒(méi)有一個(gè)企業(yè)不用這個(gè)技術(shù),我非常感覺(jué)到欣慰為這個(gè)行業(yè)做了小小的貢獻(xiàn)。
另一個(gè),就是我們說(shuō)的永磁電機(jī)有各種各樣的表現(xiàn),有內(nèi)置式的,高速的時(shí)候,人們開(kāi)始研究表貼式的和集中繞組的發(fā)展,我就不詳細(xì)講了,時(shí)間關(guān)系。
另外,我叫百年技術(shù)復(fù)興案例,永磁電機(jī)是稀土永磁是1983年發(fā)明的,你一定是那以后的,而這個(gè)是百年以前就有的,這個(gè)電機(jī)就是把永磁體拿掉,用繞組的直流電,就需要電刷放上去,下面說(shuō)電刷不好,因而我就用高頻的方法把這個(gè)電感應(yīng)到轉(zhuǎn)子上,在轉(zhuǎn)子上整流變成直流??偠灾枰绷麟姰a(chǎn)生永磁體,大概是這樣的方法,我這叫百年技術(shù)復(fù)興的案例。
另外一個(gè)講到這些,我們下面就開(kāi)始進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)鏈支撐技術(shù)發(fā)展,不能自己弄,這些東西都是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈在支撐的技術(shù)發(fā)展,這是我們新的技術(shù)路線圖,這個(gè)技術(shù)從1.0、2.0、3.0電驅(qū)動(dòng)都是我是專家組的組長(zhǎng),現(xiàn)在也有200個(gè)企業(yè)在參加這個(gè)研究。
所以,基本上搞電驅(qū)動(dòng)的和整車廠都參加了這個(gè)研究,大概分這樣幾個(gè)方面,驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、電力電子總成系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng),請(qǐng)大家注意這里面我們把分布式的放進(jìn)去了,我們也把飛行汽車用特種電機(jī)的方式加到了這里。
最右邊多了一個(gè)綠色制造,所以這是我們新的路線圖和過(guò)去不一樣的地方,整個(gè)的產(chǎn)業(yè)鏈的路譜就不詳細(xì)講了,左邊來(lái)說(shuō)是上游、中游和下游,大概分這三部分整體的情況來(lái)發(fā)展,這大概是路線圖當(dāng)中規(guī)定的這些路譜。
按照這些路譜我相應(yīng)回應(yīng)一下,既然講材料,剛才講了非晶,講到廣汽用的非晶,這是我和部分的企業(yè)人士花了大量的錢(qián)做出來(lái)的東西,我還是想告訴大家一下,大家可以看鐵芯由于你加工的方法不同,而產(chǎn)生的損耗大小可以差七八倍、五六倍。因而幸運(yùn)的是,我們充片的方法,仍然是低損耗的方法,可是太薄又不好沖。
舉一個(gè)例子我們充非晶的8萬(wàn)次,我們通常的做硅的片機(jī)充300次,我們有模具,這肯定不是一回事,所以我們遇到一些挑戰(zhàn),而且這些加工的方法也不一樣。非晶的磁力較低,因而就必須用高速的方法來(lái)解決,因此你只能增加F和高轉(zhuǎn)速來(lái)解決問(wèn)題,沒(méi)有高轉(zhuǎn)速是沒(méi)法出功率的。
另外一個(gè)這也是我的經(jīng)驗(yàn),它的疊壓系數(shù)不是越大越好,0.86、0.89、0.92,我們通常希望疊壓技術(shù)緊點(diǎn)好,但是非晶的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)疊壓系數(shù)太大的話,反而磁力下降,藍(lán)色的是高疊壓技術(shù),0.92,高疊壓技術(shù)下降。而且損耗也是這樣,損耗是一個(gè)頻率的增加,損耗在高速會(huì)差一半左右,疊壓系數(shù)疊得太緊,損耗反而會(huì)增加,我個(gè)人認(rèn)為,我這句話可能值上千萬(wàn)上億,我個(gè)人認(rèn)為,不信你做研究的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn)了。
究竟成本是多少,這是兩家統(tǒng)計(jì)的結(jié)果,這不是一家,左邊是說(shuō)永磁體占了這么多錢(qián),顯然降成本怎么辦,先朝成本較多的方向進(jìn),是否是對(duì)的,那是另外一回事,我們當(dāng)時(shí)做企業(yè)也是這樣干的,一定要打重的,我們通常說(shuō)卡別人的脖子,我個(gè)人的觀點(diǎn)是卡別人的脖子,千萬(wàn)別卡到自己的脖子,大家可以看到美國(guó)的稀土當(dāng)中用到的永磁占7%,日本占23%,中國(guó)占42%。
既然這樣一來(lái),你要降什么,重稀土是我們要降的,過(guò)去用的辦法是什么,在這里面均勻的往里滲重稀土,我們把它當(dāng)成面揉到里面,我們現(xiàn)在把它當(dāng)花椒面,是均勻地撒在里面,哪里需要花椒面就撒到哪里去,一盤(pán)菜左邊你不愛(ài)吃不撒,右邊才用,所以用這樣的方法來(lái)選,進(jìn)一步的減少重稀土的使用,這些方法就需要我們跟永磁體的公司聯(lián)合起來(lái),告訴他往哪滲,滲完了以后再裝入到我們電機(jī)上。
我們?yōu)榱藴p少稀土的使用,因而采用了鐵氧體,代替的的部分,上面的這兩個(gè)微型代替了這個(gè)部分,我們又把左右兩個(gè)設(shè)計(jì)的不一樣,我先說(shuō)缺點(diǎn),缺點(diǎn)是正反轉(zhuǎn)不一樣,控制的代碼會(huì)不一樣的。優(yōu)點(diǎn)是我們大幅減少了稀土22.4%,而增加了鐵氧體11.6%,鐵氧體非常的便宜,增加的少,減少的多,而這個(gè)性能總體還是增加的。
另外一個(gè)發(fā)卡式繞組,這是2000年發(fā)明的,前后發(fā)明的東西,第一個(gè)用的是2007年用在通用汽車上,我們現(xiàn)在說(shuō)它的缺點(diǎn)是什么,大家都在的時(shí)候,沒(méi)有注意槽底下和槽頂上損耗不一樣,那是1號(hào),這個(gè)是8號(hào)。大家注意在高速的時(shí)候,損耗是第一號(hào)的好多倍,因而大部分的導(dǎo)體造成了槽口的發(fā)熱電機(jī)出問(wèn)題,大部分都是那出問(wèn)題,不是其他的地方出問(wèn)題,你可能沒(méi)有找到原因,這會(huì)我從機(jī)理告訴你原因,是因?yàn)轫斏蠝u流損耗太大,產(chǎn)生的問(wèn)題。
顯然我們要解決問(wèn)題,轉(zhuǎn)子要噴油,冷卻內(nèi)層,冷卻定子內(nèi)層,而不是外層。另外解決油品也可以提高效率,大概提高0.7%到1.4%,請(qǐng)大家注意,你想把電機(jī)想把控制器效率提高1%,有可能嗎?這塊反而有很大的潛力可做。
另外一個(gè),這是我們的研究成果,我們把這樣的東西換成了這樣,你剛才不是說(shuō)那個(gè)扁線有問(wèn)題嗎,這個(gè)肯定復(fù)雜了,但是它整個(gè)的直流電阻和調(diào)流電阻都大幅下降了,這是我們新的專利,解決這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候,槽變成不等寬,而且導(dǎo)體也進(jìn)行了換位研究,這一系列的東西,除了這個(gè)還有最近提出了一個(gè)離子鍵特殊形狀的,我就不詳細(xì)講了。
值得一提的是超級(jí)銅,我剛才講到了超級(jí)銅,這是研究的結(jié)果,這是下面普通我們用的銅,上面是超級(jí)銅,現(xiàn)在已經(jīng)可以做到了在全溫度范圍內(nèi)都比銅的電導(dǎo)率高,甚至高于銀的電導(dǎo)率。而且,在各種各樣的隨著頻率的增加,通過(guò)這個(gè)變成那個(gè)的時(shí)候,出現(xiàn)了交流電阻并沒(méi)有明顯的增加,這是我們很難解決的。所以超級(jí)銅我在這里講的只是石墨烯銅,還有碳納米管銅,可以是銅的電導(dǎo)率的很多倍。
所以這些美國(guó)人已經(jīng)把它做成了樣件,他們也做成了發(fā)卡式扁線繞組,而且用到的控制器上,可以提高效率0.8,用到電機(jī)上可以提高效率0.5左右。所以大家可以看到僅僅是這個(gè)材料的改變,就造成了這樣的。
另外是碳化硅控制器,大家都知道好處我就不詳細(xì)講了,還有一大堆的挑戰(zhàn),紅顏色的都是不達(dá)標(biāo)的地方,都是需要改進(jìn)的地方。
那么需要改變的地方,電容的溫度不夠,這是碳化硅的優(yōu)點(diǎn)和一些預(yù)計(jì)大概整個(gè)的碳化硅的這個(gè)東西,會(huì)有多少的使用,我就不詳細(xì)講了。
最主要的優(yōu)點(diǎn)我還是想花一點(diǎn)時(shí)間來(lái)講,最主要的是低載,輕載的時(shí)候,碳化硅比IGBT的效率高5%到8%,所以這個(gè)是我們乘用車最重要的,乘用車90%的時(shí)候,80%都是輕載,滿載的時(shí)候并不多。而商用車可能稍微不一樣的地方,因而在這一塊乘用車有了極大的好處,而我們得出的結(jié)果是,如果能用低電壓不要用高電壓,高電壓會(huì)使控制器的損耗增加。
所以低電壓夠了,為什么要用高電壓,大家都知道我剛才說(shuō)的充電,充電沒(méi)辦法,所以才開(kāi)始做這個(gè)東西。
講一下燒結(jié),這是我們做的事情,為什么要用燒結(jié)?大家都知道要把銅焊起來(lái)需要1000度,怎么辦?用錫,錫是200度左右就化了,現(xiàn)在的碳化硅要280度運(yùn)行,碳化硅沒(méi)壞,焊錫膏已經(jīng)化了,那能行嗎?所以我們必須解決這個(gè)問(wèn)題,解決問(wèn)題就是燒結(jié),那我們發(fā)現(xiàn)納米燒結(jié)的時(shí)候,可以使運(yùn)行的溫度在170度到210度之間,而它運(yùn)行的時(shí)候可以在1000度上運(yùn)行。當(dāng)然,碳化硅也不需要在1000度運(yùn)行,在幾百度,這就是它的優(yōu)點(diǎn),而且另外一個(gè)我們過(guò)去一直采用的全世界所有采用的都是銀燒結(jié),我們把它改成了銅燒結(jié),而我們?nèi)〉昧碎L(zhǎng)足的進(jìn)步,成本大概是銀的幾十分之一。
優(yōu)點(diǎn)我就不詳細(xì)在這里一一講了,告訴大家的結(jié)果,這大概是我們研究的結(jié)果,我們認(rèn)為是世界上最領(lǐng)先的,到現(xiàn)在為止已經(jīng)做了產(chǎn)業(yè)化的認(rèn)證,到現(xiàn)在全世界沒(méi)有用的,我們已經(jīng)在做產(chǎn)業(yè)化認(rèn)證,就是哈爾濱理工大學(xué),我的小的課題組,大家已經(jīng)在做這樣的一些驗(yàn)證,是我們性能的參數(shù)。這是我們得的結(jié)論,最低的燒結(jié)溫度可以到170幾度,最低的壓力可以是0,可以不用壓力,最短的時(shí)間可以是3分在體外,這是我們總體的結(jié)果。
最后,在發(fā)改委的支持下,我們建了一個(gè)2.5萬(wàn)平方米的新能源電機(jī)和關(guān)鍵材料的實(shí)驗(yàn)大樓,我們希望跟大家合作,我們希望跟更多的合作企業(yè)一起把新能源汽車的電驅(qū)動(dòng)做好,謝謝大家。