新能源動汽車(客車)用驅動電機分析報告書1.docx

新能源動汽車（客車）用驅動電機分析報告*電機研究所2014年9月目 錄一、國家政策導向11.1 世界發(fā)展趨勢21.2我國發(fā)展戰(zhàn)略與目標2二、電動客車發(fā)展現(xiàn)狀42.1 總體銷量情況42.2 國內(nèi)主要電動客車情況統(tǒng)計52.3 主要客車企業(yè)介紹7三、電動客車用電機情況介紹93.1 電動汽車對電機的基本要求93.2 電動汽車用電動機種類及比較103.3 我國電動汽車電機研制情況123.4 國內(nèi)電動客車用驅動電機基本情況123.5 電動客車用電機性能參數(shù)對比143.6 主要電動客車驅動電機生產(chǎn)企業(yè)簡介15四、發(fā)展趨勢224.1 技術發(fā)展趨勢224.2 政策導向趨勢244.3 需要注意的問題25一、國家政策導向發(fā)展電動汽車是提高汽車產(chǎn)業(yè)競爭力、保障能源安全和發(fā)展低碳經(jīng)濟的重要途徑。鑒于世界汽車發(fā)展的趨勢潮流和我國對于新能源汽車的大力扶持，現(xiàn)階段是電動汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略機遇期。在2012年4月，科技部公布了電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃，確定了純電驅動戰(zhàn)略，建立“三橫三縱三大平臺”（三縱：混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車；三橫：電池、電機、電控;三大平臺：標準檢測、能源供給、集成示范）戰(zhàn)略布局，重點支持29個任務方向，著力推進關鍵零部件技術、整車集成技術和公共平臺技術的攻關與完善、深化與升級。2012年6月，國務院印發(fā)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年），提出以純電驅動為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉型的主要戰(zhàn)略取向。中央財政安排專項資金，對購買新能源汽車進行補貼，免征新能源汽車車輪購置稅; 目前，較之以往只有10米及以上的純電動客車才能享有50萬元的補貼額度，新能源汽車補貼新政擴大了純電動客車的補貼范圍，如小于10米但大于8米及以上的純電動客車的補貼額度是40萬元；小于8米但大于6米及以上的純電動客車的補貼額度是30萬元。新出臺的政府機關及公共機構購買新能源汽車實施方案要求，新能源汽車推廣應用城市的政府機關及公共機構購買的新能源汽車占當年配備更新總量的比例不低于30%，并逐年提高。今年8月底，工信部正式公布第 一批免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄，這其中包括75款純電動客車、17款純電動乘用車、5款純電動專用車、6款插電式混合動力乘用車和10款插電式混合動力客車。根據(jù)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年），到2015年國內(nèi)新能源汽車銷量目標50萬輛，2020年銷量目標200萬輛。結合國際權威機構evi（electric vehicles initiative）統(tǒng)計其成員國新能源汽車銷量及保有量目標，到2020年全球新能源汽車保有量2000萬輛，年銷售量600萬輛。1.1 世界發(fā)展趨勢從國際發(fā)展趨勢看，隨著技術的不斷創(chuàng)新與突破，面對金融危機、油價攀升和日益嚴峻的節(jié)能減排壓力，2008年以來，以美國、日本、歐盟為代表的國家和地區(qū)相繼發(fā)布實施了新的電動汽車發(fā)展占率，進一步明確了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，明顯加大了研發(fā)投入與政策扶持力度。從技術層面看，混合動力汽車技術逐步成熟，已進入產(chǎn)品市場競爭期，率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，成為汽車市場銷售新的增長點，其中，日本市場混合動力電動汽車已達到汽車銷售量的百分之十左右；純電動汽車電池技術進步加速，整車產(chǎn)品更加接近消費者需求。經(jīng)多年探索實踐，國際汽車產(chǎn)業(yè)界達成了電動汽車產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略共識：在技術路線上，近期（2010-2015年），在依靠內(nèi)燃機汽車技術改進和推進車輛小型化實現(xiàn)降低油耗和排放的同時，為滿足更為嚴格的節(jié)能減排法規(guī)目標要求，應盡快推進混合動力技術的應用，并發(fā)展小型純電動汽車和插電式混合動力車；中期（2015至2020年），在混合動力技術得到廣泛應用的基礎上，提高汽車動力系統(tǒng)電氣化程度，加大小型純電動汽車和插電式混合動力汽車推廣力度；中遠期（2020年以后），各種純電驅動技術將逐步占據(jù)主導地位。在車型應用方面，純電動、混合動力和燃料電池等不同類型的電動汽車技術各自具有最有的交通出行適用范圍。對于城市短途出行需求，小型純電動汽車具有優(yōu)勢；對長途出行需求，適合采用混合動力汽車、插電式混合動力汽車或燃料電池汽車。1.2我國發(fā)展戰(zhàn)略與目標電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃中指出，發(fā)展電動汽車的指導原則應緊緊把握汽車動力系統(tǒng)電氣化的戰(zhàn)略轉型方向，重點突破電池、電機、電控等關鍵核心技術，以及電動汽車整車關鍵技術和商業(yè)化瓶頸。從培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)角度看，發(fā)展電氣化程度比較高的“純電驅動”電動汽車是我國新能源汽車技術的發(fā)展方向和重中之重，確立“純電驅動”的技術轉型戰(zhàn)略。在發(fā)展路徑規(guī)劃上，電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃中指出：為了應對電動汽車技術多元化和車型多樣化問題，緊緊抓住“電池、電機、電控”三大共性關鍵技術，以關鍵零部件模塊化為基礎，推進動力總成模塊化，促進動力系統(tǒng)平臺化，實現(xiàn)電動汽車技術平臺“一體化”。電機面向下一代純電驅動系統(tǒng)技術攻關，從新材料/新結構/自傳感電機、igbt芯片封裝和驅動系統(tǒng)混合集成、新型傳動結構等反面著手，開發(fā)高效率、高材料利用率、高密度和適應極限環(huán)境條件的電力電子、電機（如表2所示）與傳動技術，探索下一代車用電機驅動及其傳動系統(tǒng)解決方案，滿足電動汽車可持續(xù)發(fā)展需求。電控重點開發(fā)先進的純電驅動汽車分布式、高容錯和強實時控制系統(tǒng)，高效、智能和低噪音的電動化總成控制系統(tǒng)（電動空調(diào)、電動轉向、制動能量回饋控制系統(tǒng),如表1所示），電動汽車的車載信息、智能充電及其遠程監(jiān)控技術，滿足純電動汽車大規(guī)模示范需要。重點開發(fā)基于新型電機集成驅動的一體化底盤動力學控制、高性能的下一代整車控制器及其專用芯片、電動汽車智能交通系統(tǒng)（its）與車網(wǎng)融合技術（v2x，包括v2g:汽車到電網(wǎng)的鏈接，v2h：汽車到家庭的鏈接，v2v：汽車到汽車的鏈接等網(wǎng)絡通訊技術），為下一代純電驅動汽車開發(fā)提供技術支撐。表1 純電驅動大規(guī)模商業(yè)化示范的主要技術指標純電動插電式小型純電動轎車公共服務領域純電動商用車插電式轎車插電式城市客車車用電機成本200元/kw300元/kw200元/kw300元/kw功率密度2.7kw/kg1.8kw/kg最高效率94%電子控制（1） 純電動汽車電動化總成控制系統(tǒng)（2） 先進的純電動汽車分布式控制系統(tǒng)（3） 純電動汽車車載信息、智能充電和遠程監(jiān)控系統(tǒng)表2 下一代純電驅動技術突破的主要技術指標下一代純電動動力系統(tǒng)平臺轎車客車車用電機功率密度3.0kw/kg最高效率94%電子控制（1） 新型電機集成驅動的底盤動力學控制技術（2） 下一代純電驅動整車控制系統(tǒng)關鍵技術（3） 純電驅動汽車its及車網(wǎng)融合技術二、電動客車發(fā)展現(xiàn)狀2.1 總體銷量情況2013年國內(nèi)新能源客車累計推廣量達到1萬臺以上，其中大部分車型為混合動力客車（含插電式混合動力），占比達到80%以上，純電動客車推廣總量不足2000臺。 從各家公司推廣情況看，宇通客車一直是新能源客車推廣的龍頭企業(yè)，其混合動力客車（含插電式混合動力）銷量遙遙領先于競爭對手，市場份額達到約40%左右。南車時代、中通客車、海格客車、廈門金旅、金龍客車混合動力客車推廣量分別排名第2-6名，銷量分別達到600-900臺左右。2014年1-8月，國內(nèi)插電式混合動力客車共計生產(chǎn)6035輛，宇通客車生產(chǎn)2121輛，市場份額約為35%，穩(wěn)居第一。在純電動客車市場，安凱客車銷量水平較為領先，其2013年純電動客車銷量近500臺，市場份額達到25%以上；比亞迪電動客車銷量達到400臺左右，占大約25%的市場份額。此外，宇通客車、深圳五洲龍、山東沂星也分別占據(jù)純電動客車市場一定的市場份額。2014年中國純電動客車共計生產(chǎn)2597輛，同比增長168%，比亞迪以862輛居第一，市場份額達到33%，宇通的純電動客車銷量卻不足百輛。2012年和2013年我國純電動客車各主要廠家市場占有率如圖1所示，各重要廠家純電動客車銷量如圖2所示。圖1 國內(nèi)純電動客車市場份額圖圖2. 2012-2013年，主流企業(yè)純電動客車銷量2.2 國內(nèi)主要電動客車情況統(tǒng)計根據(jù)現(xiàn)有資料統(tǒng)計，我國生產(chǎn)電動客車的企業(yè)共29家，生產(chǎn)51款電動客車車型，各企業(yè)車型及選用電機情況如表3所示。表3 全國主要電動客車企業(yè)及車型生產(chǎn)企業(yè)車輛型號電機廠家電機類型電機功率/最大功率安徽安凱hfx6120gev南車異步100/150hfx6120gev南車異步80/180hff6121g03ev東方電氣異步100/250hff6121g03ev上海南洋異步100/291hff6127k46ev-5西門子異步85/150北京京華bk6122ev2南車異步100/150北汽福田bj6123c6b4d大洋電機永磁115/150常隆ys6120dg上海南洋異步160ys6121gbev永濟新時速異步80成都客車cdk6122caev唐山普林億威直流無刷120/180丹東黃海dd6129ev11南車異步100/150東風汽車eq6102hbeva南車異步80/180eq6102bevl1襄樊宇清異步100/200eq6102evl唐山普林億威直流無刷120廣汽gz6120ev1南車異步100/150gz6120ev萬向異步100/200桂林客車gl6120bev泰安泰山直流無刷120/150河南少林slg6105ev南車異步80/180slg6120ev南車異步80/180slg6700ev南車永磁45/60南車teg6120ev南車異步100/150江西凱馬百路佳jxk6120ag萬向異步100/200金龍聯(lián)合（蘇州）klq6129gev西門子（雙驅）異步134寧波神馬nps6120bev寧波神馬異步120青年客車jnp6120bev南車異步80/150山東沂星sdl6110evsg襄樊特種異步110/220上海申龍slk6121usbev上海南洋異步90/250slg6120hev上海南洋異步90/250上海申沃swb6121ev南車異步100/150swb6121ev1南車異步100/150swb6121ev2南車異步100/150swb6121sc南車異步100/150swb6121ev5襄樊特種異步100/200上海萬象sxc6120gd-1上海南洋異步100/291sxc6120gd上海南洋異步160深圳五洲龍fdg6751evg1上海大郡永磁48/100fdg6751evg2上海大郡永磁48/100四川汽車sqj6111b1ch大連創(chuàng)為異步130/240鹽城中威yck6128bevc南車異步100/150一汽客車大連ca6127ure31大洋電機永磁115/170一汽客車無錫ca6100urbev80珠海銀通異步90/150鄭州宇通zk6120bevgqaa萬向異步132/240zk6125bevgqaa萬向異步132/240zk6100egaa萬向異步132/240zk6126mgqa9萬向異步70/140zk6129egqa萬向異步132/240yck6118bevc南車異步80/150一汽集團ca6730ure21大洋電機永磁115/170中通客車lck6120gev上海南洋異步100/291重慶恒通ckz6127hbev襄樊特種異步100/150珠海廣通gtq6107bevb1唐山普林億威直流無刷120/1802014年上半年發(fā)布第53-58批共5批節(jié)能與新能源汽車示范推廣應用工程推薦車型目錄，目錄共收錄27個品牌的76款純電動客車車型，收錄的客車車型和品牌如表4所示。 表4 2014年上半年發(fā)布的純電動客車推薦車型品牌統(tǒng)計 生產(chǎn)廠家入選車型數(shù)量品牌10款比亞迪6款福田4款宇通、安凱、中通、金旅、蜀都、常隆3款金龍、東宇、黃河2款恒通、江西、陸地方舟、尼歐凱、飛燕、廣汽1款金馬、山西、申沃、九州、廣通、西虎、少林、揚子江、依維柯、海格細分來看，根據(jù)四部委公布的新政規(guī)定，純電動客車補貼共分為三個檔次，6-8米的補貼30萬元，8-10米的補貼40萬元，超過10米的補貼50萬元。第53-58批共5批目錄中，6-8米的車型有20款，8-10米的車型有5款，超過10米的車型有51款。2.3 主要客車企業(yè)介紹上海申龍客車上海申龍客車有限公司位于上海，占地20萬平方米，年產(chǎn)能超過1萬輛。公司主要從事客車整車研發(fā)、制造和銷售，產(chǎn)品涵蓋公路客運、旅游、公交、團體等各個細分市場。2008年，公司銷售各類客車3100多臺，銷售額超過10億元。公司成立于2004年，是國家定點客車生產(chǎn)企業(yè)，注冊資本4600萬元。公司自2005年9月成立以來，已形成了6米至13.7米，中高檔產(chǎn)品檔次的20多類200多個客車品種的完整產(chǎn)品鏈。經(jīng)過幾年的發(fā)展，開發(fā)出擁有柴油、天然氣、混合動力、氫燃料等動力燃料的系列產(chǎn)品。2013年11月申龍客車slk6109純電動城市公交客車參加了上海亞洲第一國際節(jié)能與新能源汽車展一汽客車無錫有限公司一汽客車無錫有限公司于二五年一月八日正式成立，是由一汽集團全資子公司汽客車無錫汽車廠和無錫惠山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)共同投資組建的有限責任公司，其生產(chǎn)經(jīng)營主體前身一汽客車無錫汽車廠始建于一九五九年十一月十八日，是中國人民解放軍軍車定點生產(chǎn)單位和一汽集團公司大客車出口基地。公司占地面積達70萬平方米，目前具有年產(chǎn)5000輛大客車整車和8000輛客車底盤生產(chǎn)能力，二期投產(chǎn)后公司形成10000輛整車和10000輛底盤生產(chǎn)能力。公司目前擁有成套國產(chǎn)和進口的落料、沖壓、成形等零部件加工設備及先進的焊裝、涂裝、總裝生產(chǎn)流程線，同時公司配有完整的整車性能檢測線，在目前國內(nèi)客車行業(yè)處于領先水平。公司內(nèi)部設有6個專業(yè)生產(chǎn)分廠和7個專業(yè)部室，現(xiàn)有職工近1000人，各類專業(yè)管理和技術人員300余人，其中包括具有高級職稱的專業(yè)管理和技術人員30余人，并有獲得原機械工業(yè)部“突出貢獻技師”稱號的高級技師等一批高素質的技師和高級技工。比亞迪股份有限公司比亞迪股份有限公司創(chuàng)立于1995年，2002年7月31日在香港主板發(fā)行上市，公司總部位于廣東省深圳市，是一家擁有it，汽車和新能源三大產(chǎn)業(yè)群的高新技術民營企業(yè)。比亞迪在廣東、北京、陜西、上海等地共建有九大生產(chǎn)基地，總面積將近700萬平方米，并在美國、歐洲、日本、韓國、印度等國和中國臺灣、香港地區(qū)設有分公司或辦事處，現(xiàn)員工總數(shù)超過15萬人。作為最具創(chuàng)新的新銳民族自主品牌，比亞迪汽車保持了連續(xù)5年超100%高增長。2005年比亞迪汽車銷量約2萬臺；2006年比亞迪汽車銷量約6萬臺；2007年比亞迪汽車銷量約10萬臺；2008年比亞迪汽車銷量約17萬臺。2009年8月2010年5月，f3連續(xù)10個月保持全國銷量總冠軍。2009年，比亞迪汽車銷量超過44.8萬臺，同比增幅達162%。除了傳統(tǒng)汽車外，業(yè)界期待已久、全球首款不依賴專業(yè)充電站的新能源汽車f3dm雙模電動車，于2008年12月15日正式上市。這款雙模汽車整合汽車制造、電池技術、電機系統(tǒng)、車載電子技術等多項頂尖的高科技技術，是節(jié)能、環(huán)保、時尚和科技的典范。 2011年10月26日，比亞迪e6先行者電動車正式上市。比亞迪e6先行者搭載了比亞迪自主研發(fā)的鐵電池，該車的最大（額定）功率為100馬力左右，峰值扭矩為450n.m，最高車速可達到140km/h以上。在不開空調(diào)的情況下，該車綜合工況續(xù)駛里程最長達300km，百公里能耗為20度電左右。三、電動客車用電機情況介紹3.1 電動汽車對電機的基本要求電動汽車用電機驅動系統(tǒng)除了具有普通電氣傳動的特性外，還應滿足電動汽車特定用途的要求。既能高速飛馳，又要能頻繁啟動、制動、上下坡、快速超車、緊急剎車、制動能量回收；既能適應惡劣氣候條件，又要能承受道路的顛簸震動，還要保證司乘人員的舒適和安全。因此，電動汽車對電機驅動系統(tǒng)有以下幾點要求：（1） 基速以下輸出大轉矩，以適應車輛的啟動、加速、負荷爬坡、頻繁啟動停止等復雜工況；基速以上為恒功率、高速運行，以適應最高車速、超車等要求；（2） 在恒轉矩和恒功率區(qū)域，有較寬的調(diào)速范圍和快速的轉矩相應；（3） 全速響應范圍內(nèi)的效率最優(yōu)化，以提高車輛的續(xù)駛里程；（4） 高功率密度和高恒功率比、良好的環(huán)境適應性、高可靠性和強魯棒性；（5） 有高效的制動能量回收能力；（6） 電機體積小、質量輕、具有抗撞擊、抗震動和抗腐蝕能力且價格合理；與普通工業(yè)用驅動電機系統(tǒng)及通用變頻器不同，電動汽車用驅動電機系統(tǒng)的特點是：高可靠性、高性能、高效率、低成本、調(diào)速范圍寬，如表5所示。表5 工業(yè)用與汽車用驅動電機系統(tǒng)的主要差別項目工業(yè)用系統(tǒng)汽車用系統(tǒng)封裝尺寸空間不受限制可用標準封裝配套的各種應用布置空間有限；必須根據(jù)具體產(chǎn)品進行特殊的針對性設計工作環(huán)境環(huán)境溫度適中（-20- +40）環(huán)境溫度變化大（-40- +105）可靠性要求較高以保證生產(chǎn)效率很高以保障乘車者安全冷卻方式通常為風冷（體積大）通常為水冷（體積?。┛刂菩阅芏酁樽冾l調(diào)速控制需要精確的力矩控制，動態(tài)性能較好功率密度較低（0.2kw/kg）較高（1-1.5kw/kg）性價比一般極高3.2 電動汽車用電動機種類及比較驅動電機是將電動汽車中的電能轉換成機械能的動力部件。目前，正在應用或開發(fā)的電動汽車驅動電機主要有直流電機、交流感應電機、永磁同步電機、開關磁阻電機四類，分別介紹如下：直流電動機直流電機的制造技術較為成熟、調(diào)速性能好（平滑和準確）、結構簡單，電磁轉矩控制特性優(yōu)良，但是由于直流電機笨重、可維護性差、機械接觸的電刷換向器具有噪聲、火花和無線電干擾、壽命短等缺點，逐步被其他類型的電動機所取代。交流感應電機交流感應電機具有結構簡單可靠、免維護、體積小、重量輕、成本低、調(diào)速范圍寬、對環(huán)境的適應性好等許多優(yōu)點。交流感應電機的主要缺點是效率偏低，比交流永磁電機效率低約4%，且控制復雜。交流永磁同步電機交流永磁電機具有效率高（95%）、功率密度大、可靠性高等優(yōu)點，發(fā)展前景十分廣闊，已在國內(nèi)外多種電動車輛中獲得應用。其缺點是成本較高、永磁體可靠性較低、制造難度大。開關磁阻電動機開關磁阻電機結構簡單可靠、成本低、無明顯熱量產(chǎn)生，使用壽命長、啟動電流小，啟動轉矩大，在較寬的轉速和轉矩范圍內(nèi)能高效運行、控制靈活、可四象限運行、響應速度快。其缺點是轉矩波動大、噪聲大。電動汽車以前采用控制性能最好和成本較低的直流電動機。隨著電機技術、機械制造技術、電力電子技術和自動控制技術的不斷發(fā)展，交流異步電機。交流永磁電機和開關磁阻電機逐步取代了直流電機。表6中為現(xiàn)代電動汽車所采用的各種電機的基本性能比較。表6 電動汽車用電機基本性能比較：項目直流電動機感應電動機永磁同步電機開關磁阻電機功率密度低中高較高峰值效率85%-89%90%-95%95%-97%15000可靠性一般好優(yōu)秀好結構堅固性差好一般優(yōu)秀電機外形尺寸大中小小電動機質量重中輕輕電動機成本（美元/kw）108-1010-158-10控制操作性能最好好好好控制器成本低高高一般3.3 我國電動汽車電機研制情況交流感應電機驅動系統(tǒng)在我國已建立了具有自主知識產(chǎn)權異步電機驅動系統(tǒng)的開發(fā)平臺，形成了小批量生產(chǎn)的開發(fā)、制造、試驗及服務體系；產(chǎn)品性能基本滿足整車需求，大功率異步電機系統(tǒng)已廣泛應用于各類電動客車；通過示范運行和小規(guī)模市場化應用，產(chǎn)品可靠性得到了初步驗證。永磁同步電機驅動系統(tǒng)已形成了一定的研發(fā)和生產(chǎn)能力，開發(fā)了不同系列產(chǎn)品，可應用于各類電動汽車；產(chǎn)品部分技術指標接近國際先進水平，但總體水平與國外仍有一定差距；基本具備永磁同步電機集成化設計能力；多數(shù)公司仍處于小規(guī)模試制生產(chǎn)，少數(shù)公司已投資建立車用驅動電機系統(tǒng)專用生產(chǎn)線。永磁電機的主要材料有釹鐵硼磁鋼、硅鋼等。部分公司掌握了電機轉子磁體先裝配后充磁的整體充磁技術。國內(nèi)研制的釹鐵硼永磁體最高工作溫度可達280，但技術水平仍與德國和日本有較大差距。硅鋼是制造電機鐵芯的重要磁性材料，其成本占電機本體的20%左右，其厚度對鐵耗有較大影響，日本已生產(chǎn)出0.27mm硅鋼片用于車用電機，我國僅開發(fā)出0.35mm硅鋼片。電機控制器關鍵部件電機控制器用位置轉速傳感器多為旋轉變壓器，目前基本采用進口產(chǎn)品，我國部分公司已具備旋轉變壓器的研發(fā)生產(chǎn)能力，但產(chǎn)品精度、可靠性與國外仍有差距。開關磁阻電機驅動系統(tǒng)已形成優(yōu)化設計和自主研發(fā)能力，通過合理設計電機結構、改進控制技術，產(chǎn)品性能基本滿足整車需求；部分公司已具備年產(chǎn)2000套的生產(chǎn)能力，能滿足小批量配套需求，目前部分產(chǎn)品已配套整車示范運行，效果良好。3.4 國內(nèi)電動客車用驅動電機基本情況根據(jù)現(xiàn)有資料，共統(tǒng)計了13個電機生產(chǎn)企業(yè)的22款型號電機，如表7所示。其24款電機的功率范圍在45kw-132kw之間，其中有異步電機14款（占64%），永磁同步電機7款（占31%），永磁直流無刷電機1款（占4%），其所占份額如圖3所示。表8列出了主要電機企業(yè)裝車的情況。表7 國內(nèi)電動客車用驅動電機基本情況電機廠商控制器廠商電機類型電機型號電機功率使用車廠南車時代異步jd147a80kw/180kw黃海、宇通、安凱、青年、少林異步jd15680kw/150kw宇通、申沃異步jd185100kw/150kw青年、少林永磁tqd10145kw/60kw亞星、百路佳、安源、青年、少林上海南洋上海瑞華異步y(tǒng)qsl250l1-485kw/150kw安凱、常隆、廈門金龍、金旅、申龍異步y(tǒng)tsp280l-4q100kw/291kw中通、金旅異步y(tǒng)tsp280l1-4q90kw/250kw廈門金龍、金旅福建尤迪福工異步y(tǒng)hd280m-9090kw/155kw申龍、申沃永磁yhd280m-465kw/120kw金旅異步y(tǒng)hd280m-9696kw/165kw安凱、揚州亞星深圳大地和永磁glmp65l060kw/120kw海格永磁glmp280l0120kw/180kw申沃上海大郡永磁dj-2103-1-t48kw/100kw五洲龍大洋電機永磁ytd115f01115kw/150kw福田、一汽襄樊電機時光科技異步y(tǒng)cvf280m-8a63kw/115kw黃海萬向（襄樊電機）異步y(tǒng)cvf280m2-8b132kw/240kw宇通萬向（襄樊電機）異步y(tǒng)cvf250l-4100kw/200kw申沃、百路佳萬向（襄樊）宇通異步y(tǒng)cvf280s-6c70kw/140kw宇通藍海節(jié)能科技異步kam280hf75kw/128kw廣通唐山普林億威直流無刷bs120-3000/320120kw/180kw廣通上海電驅動永磁368tyz-xis03h94kw/120kw一汽西門子異步1pv513885kw/150kw安凱、福田、申沃、中大表8 國內(nèi)主要驅動電機企業(yè)裝車情況電機廠家裝車企業(yè)數(shù)量南車9家上海南洋6家福建尤迪5家西門子4家萬向3家深圳大地和2家襄樊電機、藍海節(jié)能、唐山普林億威、上海電驅動、上海大郡1家圖3 各類型電機所占份額3.5 電動客車用電機性能參數(shù)對比電動客車驅動電機的功率在100kw左右，表9列出了國內(nèi)重要電動客車電機的參數(shù)對比，從表中可以看出永磁同步電機的系統(tǒng)最高效率達到95%，如大洋電機；異步電機系統(tǒng)效率最高達到93%，如襄樊電機和西門子；永磁電機轉矩密度最高為3.24n.m/kg，異步電機轉矩密度最高為2.32 n.m/kg。表9 100kw等級驅動系統(tǒng)對照表廠家襄樊（萬向）南車時代西門子天津清源深圳大地和大洋電機電機ycvf280m2-6bjd1561pv5138（雙電機）glmp280l0ytd115f01類型異步異步三相異步三相異步永磁同步永磁同步絕緣等級h級h級h級f級f級h級額定功率110kw80kw85kw100kw120kw115kw峰值功率200kw150kw150kw150kw180kw150kw額定轉速985rpm570rpm3500rpm1440rpm600rpm1000rpm峰值轉速3500rpm3000rpm12500rpm（帶變速箱）4300rpm3000rpm3000rpm額定轉矩1050n.m1300n.m1050n.m600n.m1200n.m950n.m轉矩密度2.027n.m/kg2.321n.m/kg1.780n.m/kg1.500n.m/kg3.243n.m/kg2.375n.m/kg峰值轉矩1910n.m2500n.m4600n.m1000n.m2800n.m2800n.m重量518kg560kg590kg（雙電機+減速器）400kg370kg400kg尺寸500600mm950600400mm740*525*392.5(耦合)540490410580mm系統(tǒng)效率0.9390%93%92%90%95%額定電壓360vac384vdc300-850380vdc380vdc600vdc（400-700）防護等級ip55ip54ip66ip65ip65ip65冷卻方式水冷水冷水冷風冷水冷水冷價格16500030000095000950003.6 主要電動客車驅動電機生產(chǎn)企業(yè)簡介目前國內(nèi)從事車用電機研發(fā)和生產(chǎn)的有中科院電工所、蘇州星恒、上海安乃達、北京中紡銳力、時代集團、御能動力、上海電驅動、上海大郡、湖南南車時代、萬向電動汽車、中山大洋電機、江西特種電機等公司。目前國內(nèi)電機驅動系統(tǒng)企業(yè)主要有以下三類：1）具有傳統(tǒng)整車及其零部件生產(chǎn)經(jīng)驗的企業(yè)如萬向集團、上汽集團、一汽集團、二汽集團、東風集團、深圳五洲龍、玉柴集團、中國南車等；2）具有其它領域電機生產(chǎn)經(jīng)驗的企業(yè)如：大洋電機、江特電機、中紡銳力等；3）專門針對電動車成立的電機企業(yè)如北京精進電動、上海電驅動、上海大郡自動化等。隨著未來汽車驅動電機系統(tǒng)市場規(guī)模逐步增大，三類企業(yè)將發(fā)揮各自的競爭優(yōu)勢。湖南南車時代電動汽車股份有限公司湖南南車時代電動汽車股份有限公司（簡稱南車時代電動）于2007年7月注冊成立，是中國南車集團株洲電力機車研究所聯(lián)合清華大學、三一集團等國內(nèi)優(yōu)勢資源而組建的股份制公司，注冊資本1.6億元，是我國第一家集電動汽車整車、電氣系統(tǒng)及關鍵零部件于一體的，具備研發(fā)、制造和檢測試驗能力的電動汽車專業(yè)公司。公司現(xiàn)有員工 325人，其中大學?？茖W歷占26.76%，大學本科學歷占37.85%，研究生學歷 占6.15%；35歲及以下占77.85%，36-45歲占20.61%，45-50歲 占1.54%。公司現(xiàn)有高管以上成員7名，其中博士1人，碩士2人，大學本科3人，大學專科1人。公司客車電氣系統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋串聯(lián)式/并聯(lián)式混合動力城市客車、無軌電車、純電動客車、plug-in電動客車四大類；核心零部件永磁電機、異步牽引電機、電機控制器、智能充電機、減速箱、dc/dc變換器、整車控制器、電池管理系統(tǒng)等，已全部成功應用于916米各種類型的城市電動客車，并向輕型客車、乘用車領域拓展。整車產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋1012米串聯(lián)式、并聯(lián)式混合動力城市客車、912米柴油動力城市客車、1012米公路、旅游、團體客車。上海大郡動力控制技術有限公司上海大郡動力控制技術有限公司成立于2005年，是專業(yè)從事混合動力及純電動汽車（hev/ev）用電機及其控制技術的研發(fā)和生產(chǎn)的高科技企業(yè)。公司現(xiàn)有共有員工150多人，其中80%擁有本科及以上學歷。公司開發(fā)出的一系列混合動力、燃料電池汽車用電機系統(tǒng)產(chǎn)品具有技術含量高、節(jié)能環(huán)保的特點，被納入“十一五”國家863計劃節(jié)能與新能源汽車重大專項，并已同一汽、東風、上海汽車和長安汽車等國內(nèi)主要汽車生產(chǎn)企業(yè)建立了合作伙伴關系。公司的核心團隊由數(shù)名留美博士組成，均具備十年以上汽車用電力電子技術的開發(fā)與應用經(jīng)驗，并分別在福特等國際知名大型企業(yè)內(nèi)擔任要職，具備國際化的視野和先進的管理理念。 自2003年起，大郡團隊開始參加國家科技部863電動汽車重大專項，為一汽、東風、上汽、長安等整車單位配套開發(fā)電動汽車/混合動力用電機系統(tǒng)，經(jīng)過多年的努力，已形成了混合動力乘用車isg系統(tǒng)、純電動/燃料電池汽車牽引電機系統(tǒng)、混合動力乘用車雙電機系統(tǒng)、商用車用大功率電機系統(tǒng)產(chǎn)品平臺。公司開發(fā)出一系列具有自主知識產(chǎn)權的混合動力汽車、純電動汽車以及燃料電池汽車用電機系統(tǒng)產(chǎn)品被納入國家863計劃，是目前國內(nèi)領先的產(chǎn)品及應用技術方案；并與一汽、上汽、東風、長安等國內(nèi)主要汽車制造商配套，在奧運、世博會及“十城千輛”項目中投入示范運營，取得優(yōu)異表現(xiàn)。表10 大郡公司已形成四個電機系統(tǒng)產(chǎn)品系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品主要指標應用中度混合動力轎車用isg系統(tǒng)其配套驅動電機的電壓為105190v，峰值功率為15kw，峰值扭矩為110nm，最高轉速為6500r/min，系統(tǒng)效率90%，扭矩控制精度3%主要應用在長安杰勛混合動力轎車上；科技部“十三城千輛計劃”在重慶首批10輛杰勛車交付重慶市政府銷售、杰勛isg混合動力轎車上市銷售強混合動力車用雙電機系統(tǒng)驅動電機持續(xù)功率為22kw，峰值功率為28kw，峰值扭矩為153nm，最高轉速為6000r/min，系統(tǒng)最高效率92%(3000r/min60nm)為東風藍鳥/風行混合動力轎車配套，至今已完成10萬km道路試驗。并為一汽奔騰強混合動力轎車配套，已參與2008年奧運會示范運行，并將服務于今年達沃斯峰會純電動/燃料電池車用驅動電機系統(tǒng)永磁磁阻同步電機持續(xù)功率為45kw，峰值功率為90kw，峰值扭矩為210nm，最高轉速為12000r/min，系統(tǒng)最高效率93%，系統(tǒng)高效區(qū)范圍(效率85%)為84%用于上海大眾帕薩特領馭燃料電池轎車20輛用于奧運會示范運行。為東風混合動力越野車提供樣機客車用大功率雙電機系統(tǒng)磁阻同步電機電壓范圍280420v，isg電機持續(xù)功率20kw，峰值功率為30kw，峰值扭矩為300nm，最高轉速為3000r/min，系統(tǒng)最高效率92%，扭矩控制精度5%用于上汽申沃混合動力城市客車上襄樊特種電機有限公司襄樊特種電機有限公司（原襄樊電機廠）創(chuàng)建于1969年，是原機械工業(yè)部定點生產(chǎn)中小型電機的專業(yè)廠家之一，為適應市場經(jīng)濟發(fā)展需要，2001年進行資產(chǎn)重組，轉換經(jīng)營機制，改制成立襄樊特種電機有限公司?，F(xiàn)有員工297人，其中各類專業(yè)技術人員72人。2001年公司通過iso9001：2000質量體系認證，2003年被省科技廳認定為“高新技術企業(yè)”，2005年被科技部評定為“火炬計劃節(jié)能電機和電機控制產(chǎn)業(yè)基地骨干企業(yè)”。與華中科技大學合作成立了技術中心。公司主導產(chǎn)品有yts變頻電機系列、yej電磁制動電機系列、ychd智能電機及拖動裝置系列、ytsej變頻制動電機系列、ycvf汽車用變頻調(diào)速牽引電機系列、ych超高轉差電機系列，年產(chǎn)35萬kw，汽車零部件10萬輛份。萬向電動汽車有限公司萬向電動汽車有限公司成立于2002年，是萬向集團全資子公司，公司多年來共承擔國家“863”計劃課題5項，承擔省重大產(chǎn)品科技攻關項目4項，累計申報電動汽車類專利70多項，部分項目成果已經(jīng)成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前公司已成功開發(fā)了電動轎車、電動公交車、雙能源電車、電動電力服務車、電動電力工程車等車型，裝備自主開發(fā)的聚合物鋰離子動力電池和動力系統(tǒng)的純電動公交車在杭州西湖y9公交線路已經(jīng)運行3年，產(chǎn)品的可靠性得到了長期商業(yè)運營的實踐檢驗。 圖4 萬向電動車具備全面競爭優(yōu)勢圖5 萬向驅動電機系統(tǒng)產(chǎn)品歷史發(fā)展電機方面，萬向在商用車驅動系統(tǒng)總成方面取得較大進展。32kw、40kw、45kw、60kw、100kw等規(guī)格的電機驅動系統(tǒng)已經(jīng)在純電動專用車、純電動中巴車、純電動公交車以及混合動力公交車上得到小批量應用，數(shù)十臺裝備萬向動力系統(tǒng)的商用車在國內(nèi)多個城市正在進行示范運行。圖6 萬向驅動電機系統(tǒng)產(chǎn)品及其特點中山大洋電機股份有限公司中山大洋電機股份有限公司位于廣東省中山市西區(qū)沙朗第三工業(yè)區(qū)，公司注冊資本71,602.785萬元，廣東省高新技術企業(yè)、國家火炬計劃重點高新技術企業(yè)、廣東省百強民營企業(yè)；主要從事微特電機、新能源汽車電驅動電機及控制系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售，年產(chǎn)能：四千余萬臺微特電機。2009 年公司先后與北京理工大學、福田汽車簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議進入新能源汽車電機驅動系統(tǒng)領域。結合具有新能源汽車產(chǎn)業(yè)化、技術實力雄厚的整車企業(yè)、高等院校的研發(fā)基礎、公司的電機產(chǎn)業(yè)化能力三方優(yōu)勢，以新能源汽車電機及控制系統(tǒng)為切入點，共同發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)。2009 年公司全程參與并主導北京理工發(fā)明設計的新能源汽車用“大功率永磁同步電機及驅動系統(tǒng)”系列產(chǎn)品批量制造工藝技術及產(chǎn)業(yè)化研究，目前，全系列新能源汽車用“大功率永磁同步電機及驅動系統(tǒng)”已經(jīng)成功在大洋電機落地并順利批量生產(chǎn)；截止09年底公司在北京、中山已經(jīng)完成新能源汽車用大功率永磁同步電機及控制系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)布局，已具備年產(chǎn)5000臺套的產(chǎn)能。09年大洋電機新動力成為北京市純電動環(huán)衛(wèi)車、公交大巴車等量產(chǎn)車輛中唯一的永磁同步電機及驅動系統(tǒng)的供應商。江西特種電機股份有限公司江西特種電機股份有限公司是一家研發(fā)、生產(chǎn)、銷售特種電機和鋰電新能源系列產(chǎn)品的國家高新技術企業(yè)，主要從事起重冶金電機、高壓電機等特種電機研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國家火炬計劃高新技術企業(yè)，江西省高新技術企業(yè)，江西省100強企業(yè)，國家電機行業(yè)骨干企業(yè)?？偛吭O在江西宜春，并在浙江蘭溪和河北邯鄲設有2家生產(chǎn)電機的控股子公司，2007年10月公司股票在深交所成功上市，股票簡稱“江特電機”。打造成全國特種電機及鋰電新能源產(chǎn)品的重要生產(chǎn)基地是江特電機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標。公司計劃用5-10年的時間，把鋰電新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為公司又一重要主導產(chǎn)業(yè)，為做強做大公司規(guī)模、增強企業(yè)競爭實力尊定堅實的基礎。2009年，公司與江西理工大學合作，開發(fā)生產(chǎn)具有專利知識產(chǎn)權、主要用于生產(chǎn)動力電池的鋰電池正極材料富鋰錳基，邁開了向鋰電新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新征程。2010年，公司又成功開發(fā)了電動汽車驅動電機及控制系統(tǒng)，以鋰電池為動力的高爾夫球場電動車、助老助殘電動車等產(chǎn)品已進入小批量生產(chǎn)。與鋰電產(chǎn)業(yè)鏈相關聯(lián)的其它產(chǎn)品，正在積極籌劃之中。北京中紡銳力機電有限公司北京中紡銳力機電有限公司成立于2004年7月5日，該所在我國調(diào)速電機的研究開發(fā)領域占有重要地位。上世紀五十年代末在我國率先推出電磁調(diào)速電機，應用于多單元印染聯(lián)合機；六十年代從國外批量引進交流變頻器，應用于化纖機械；八十年代中期起，作為我國第一批從事開關磁阻調(diào)速電動機（srd）的研制單位，在該領域始終處于國際先進和國內(nèi)絕對領先水平，并被科技部授予該項目重點推廣計劃的技術依托單位。公司現(xiàn)有科研生產(chǎn)基地4000平米，并配套了國內(nèi)第一條srd控制器專用生產(chǎn)流水線，產(chǎn)能可達到5000套/年，為國內(nèi)最大。公司擁有約20套電機測功機和電磁兼容、振動、溫濕度、三坐標測量儀等先進的型式試驗設備，能滿足從事本行業(yè)有關科研開發(fā)生產(chǎn)項目的需要。公司承擔了國家863計劃電動汽車重大專項，為東風電動車輛公司“eq6110hev混合動力城市公交車”提供電機及控制系統(tǒng)，多次通過科技部驗收，并在產(chǎn)業(yè)化方面取得重大進展，2008年通過iso/ts16949質量體系認證。配套的50輛混合動力公交車已在武漢成功運行近4年，是國內(nèi)最早最成功的商業(yè)運營，并為北京2008奧運會混合動力公交車提供產(chǎn)品。配套的整車獲得2008年度汽車工業(yè)科技進步一等獎，車用開關磁阻電機系統(tǒng)產(chǎn)品被列入國家級火炬計劃。上海電驅動有限公司上海電驅動有限公司成立于2008年，由上海安乃達驅動技術有限公司、中科院北京中科易能新技術有限公司、寧波韻升股份有限公司和核心團隊共同發(fā)起成立。公司集中國內(nèi)優(yōu)勢資源，主要從事新能源汽車電驅動系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，公司注冊資金5000萬，位于閔行區(qū)滄源科技園內(nèi)。目前公司主要產(chǎn)品有：主驅動系統(tǒng)（燃料電池電動轎車、純電動轎車、混合動力轎車、混合動力客車、微型電動轎車、輪轂驅動電動轎車）；輔助驅動系統(tǒng)（電動助力轉向、空調(diào)壓縮機、燃料電池空氣壓縮機、電動風扇電機、電動水泵電機）。公司研制了適用于各種電動汽車的電機控制器樣機，大部分電機驅動系統(tǒng)已經(jīng)進行裝車運行考核。上海電驅動有限公司研制的車用電機及其驅動系統(tǒng)樣機的應用客戶幾乎涵蓋了國內(nèi)全部汽車廠商，如一汽、上汽、東風、長安、奇瑞、吉利、華普、華晨、夏利、萬向等汽車廠商，應用車型從燃料電池汽車、純電動轎車、混合動力汽車等；同時，公司還為其他有關電機生產(chǎn)企業(yè)配套生產(chǎn)了相關的電機和控制器產(chǎn)品，具有形成車用電機及其驅動系統(tǒng)系列化產(chǎn)品的良好基礎。電機生產(chǎn)線：1）擁有電機柔性裝配線一條（汽車電機系統(tǒng)示范組裝生產(chǎn)線）2009 年形成12000 臺套生產(chǎn)能力。除裝配外，還擁有關鍵工藝如“整體充磁”；2）電機控制器柔性裝配生產(chǎn)線一條。目前公司已開發(fā)出滿足整車應用要求、機電一體化集成的具有自主知識產(chǎn)權的電機驅動系統(tǒng)產(chǎn)品；完成不同形式混動車用isg 電機系統(tǒng)；完成微型轎車用驅動系統(tǒng)的產(chǎn)品系列并開展批量化生產(chǎn)；通過產(chǎn)學研聯(lián)合完成燃料電池/純電動轎車電機系統(tǒng)產(chǎn)品和批量化生產(chǎn)。圖7 上海電驅動公司產(chǎn)品及生產(chǎn)線四、發(fā)展趨勢新能源汽車作為“下一代汽車”的主要解決方案，按照目前技術實現(xiàn)的難易程度、產(chǎn)業(yè)化的可能性等要素排列，可分為近期、中期和遠期解決方案。其中，混合動力汽車與純電動汽車分別屬于近期和中期解決方案范疇，如圖8所示。510年內(nèi)，純電動汽車或將迎來爆發(fā)性增長的機遇。圖8 國際上公認的新能源汽車發(fā)展路徑圖4.1 技術發(fā)展趨勢（1）驅動電機系統(tǒng)必須滿足動力總成一體化的要求并支持整車產(chǎn)品的系列化和生產(chǎn)的規(guī)?；?；豐田公司的驅動系統(tǒng)thsii及本田公司的ima系統(tǒng)的發(fā)展和進步充分體現(xiàn)了這一點：thsii已擴展到包括lexus在內(nèi)的多種車型，而ima也已配置到包括civic及雅閣在內(nèi)的多種車型。（2）國內(nèi)將出現(xiàn)獨立的新型汽車電氣驅動系統(tǒng)提供商，支持電動汽車及傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)；目前國外已有包括solectria，enova在內(nèi)的電氣公司，汽車用電氣自動化的新型產(chǎn)業(yè)正在逐步形成。目前我國在電機（包括永磁材料）生產(chǎn)，人力成本等方面存在較大的優(yōu)勢，如果能夠跟上當前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇，可以使得我國在世界市場上占有一席之地。未來需要重點研究的內(nèi)容：系統(tǒng)的集成化；高性能電機控制策略，電機效率優(yōu)化；系統(tǒng)熱管理；系統(tǒng)失效模式分析，系統(tǒng)可靠性、耐久性預測與快速評估方法；系統(tǒng)電磁兼容，環(huán)境適應性研究及試驗驗證，電機系統(tǒng)成本控制等。綜合技術和市場趨勢分析，未來，車用驅動電機系統(tǒng)的三個技術發(fā)展方向是永磁化、數(shù)字化和集成化，如表11所示（1）永磁化指永磁電機具有功率密度和轉矩密度高、效率高、便于維護的優(yōu)點。（2）數(shù)字化包括驅動控制的數(shù)字化、驅動到數(shù)控系統(tǒng)接口的數(shù)字化和測量單元數(shù)字化。用軟件最大程度地代替硬件，具有保護、故障監(jiān)控、自診斷等其他功能。（3）集成化主要體現(xiàn)在兩個方面：a）電機方面：電機與發(fā)動機總成、電機與變速箱總成的集成化；b）控制器方面：電力電子總成（功率器件、驅動、控制、傳感器、電源等）的集成化。表11 汽車電機及控制系統(tǒng)發(fā)展方向發(fā)展方向特點與優(yōu)勢電機類型永磁化：永磁同步電機高功率密度和高轉矩密度、調(diào)速范圍更寬、結構簡單、重量輕、告訴操作性能好控制系統(tǒng)數(shù)字化：控