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軌道交通新聞

匯川:新能源汽車電控技術(shù)——品質(zhì)與安全并重

星之球科技 來源:控制與傳動2016-08-30 我要評論(0 )   

2015年中國新能源汽車的銷量首次超越美國,成為全球第一大新能源汽車市場。

最近幾年,中國汽車行業(yè)整體增速放緩,但新能源汽車市場卻逆市飛漲。2015年中國新能源汽車的銷量首次超越美國,成為全球第一大新能源汽車市場。電機(jī)、電池和電控系統(tǒng)是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的核心部分之一,也是目前各類新能源汽車在技術(shù)開發(fā)上的重要環(huán)節(jié)。深圳市匯川技術(shù)股份有限公司作為專門從事工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè),在電機(jī)控制領(lǐng)域的應(yīng)用需求變化與技術(shù)開發(fā)動向有哪些。本期《控制與傳動》采訪到深圳市匯川技術(shù)股份有限公司汽車電子產(chǎn)品線總監(jiān)張偉先生,其向我們解答了對目前國內(nèi)新能源汽車市場狀況的看法以及電機(jī)控制在這一應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)運(yùn)用情況等問題。
 
 
新能源汽車快速發(fā)展為電機(jī)控制器市場帶來契機(jī)
 
新能源汽車的快速發(fā)展,促進(jìn)了汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、搶占國際競爭制高點(diǎn),同時也推動了綠色發(fā)展、培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。受政策扶植,國內(nèi)新能源汽車經(jīng)過幾年的市場性選擇,部分車型,例如城市公交車,通勤車等已經(jīng)進(jìn)入半政策半市場驅(qū)動性發(fā)展,物流車也迎來發(fā)展契機(jī)。電機(jī)控制器作為新能源汽車?yán)镏匾囊徊糠?,新能源汽車快速發(fā)展為其市場帶來契機(jī)。
 
匯川由傳統(tǒng)工業(yè)變頻器領(lǐng)域進(jìn)入新能源汽車電機(jī)控制器市場。傳統(tǒng)的工業(yè)變頻器質(zhì)量,通過年綜合失效率把控,而汽車行業(yè)則是采用PPM指標(biāo)控制品質(zhì)。盡管傳統(tǒng)工業(yè)變頻器與新能源汽車電機(jī)控制器在底層的驅(qū)動技術(shù)方面存在共通之處,但是對于車載產(chǎn)品的使用環(huán)境、控制對象以及對可靠性、經(jīng)濟(jì)型的要求皆有很大的變化。新能源汽車市場的發(fā)展,對IGBT、控制芯片、傳感器、結(jié)構(gòu)及散熱、接插件、薄膜電容等上游元器件商家?guī)硖魬?zhàn)與商機(jī)。對控制器廠家而言,行業(yè)的興起帶動了銷售額的快速上升。近三年,匯川的電控產(chǎn)品銷售量幾乎每年以翻倍的速度在增長。
 
在探索中謀得電機(jī)控制器新發(fā)展
 
目前,國內(nèi)生產(chǎn)控制器主要有匯川、上海電驅(qū)動、上海大郡、深圳藍(lán)海華騰等廠家。電機(jī)控制器廠家的市場既有細(xì)分也有重疊的部分。在客車與物流車領(lǐng)域,主要是國內(nèi)的獨(dú)立電控廠家向整車廠提供產(chǎn)品。而乘用車領(lǐng)域,既有聯(lián)合電子、大陸等外資企業(yè),也存在少數(shù)獨(dú)立研發(fā)的電控廠家。
匯川IEVD151- 40Z45GL電動汽車驅(qū)動器集成高壓配電艙,可為快充、慢充、空調(diào)壓縮機(jī)、DC-DC、PTC暖風(fēng)機(jī)提供接口
 
由于電機(jī)控制器行業(yè)發(fā)展良莠不齊,市場發(fā)展仍不成。在一些大型的的整車廠注重產(chǎn)品的安全、質(zhì)量和性能,而在很多中小型車廠卻得不到保證。特別在物流車行業(yè),普遍存在著終端點(diǎn)單的情況,其中的利益格局更為復(fù)雜,性價比未必是選擇的主導(dǎo)因素。就行業(yè)競爭來說,性能、價格、交期、質(zhì)量、新產(chǎn)品開發(fā)的時效性等,都是各大廠商的重要競爭點(diǎn)。
 
匯川的新能源汽車電控之路經(jīng)歷了從乘用車到商用車再回到乘用車的輪回,在探索中形成自己的電控之路。
 
緣起吉利和眾泰的相關(guān)項(xiàng)目,匯川進(jìn)入電機(jī)控制行業(yè)。之后由于整車市場沒有大的發(fā)展機(jī)遇,并且整車廠存在較強(qiáng)的自制電控沖動,匯川調(diào)整了主攻方向瞄準(zhǔn)商用車領(lǐng)域。通過和全球最大客車廠宇通的合作,匯川開發(fā)、完善了自己的商用車產(chǎn)品線。極具創(chuàng)新意識的宇通,對供應(yīng)商能力管控非常嚴(yán)格。與宇通合作以來,匯川配合開發(fā)了多款有競爭力的產(chǎn)品,其中包括“五合一”等在內(nèi)的車輛全集成動力總成的概念,深入人心。
 
傳統(tǒng)客車在以往,通常會在卡車的二類底盤上進(jìn)行改裝,整車的動力布置與現(xiàn)在的物流車是一致的,意味著客車的電控可以較為方便的移植在物流車上應(yīng)用。匯川在風(fēng)起云涌的物流車市場上也有所收獲。到2015年中期,匯川思考如何在未來擁有最大市場容量的乘用車領(lǐng)域占據(jù)自己的一席之地。通過對標(biāo)分析,匯川發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的技術(shù)現(xiàn)狀距離乘用車的真正要求還有較大的差距,這種差距不但體現(xiàn)在單機(jī)的技術(shù)水平,也體現(xiàn)在系統(tǒng)化的能力上。針對此結(jié)論,匯川實(shí)行“走出去,請進(jìn)來,本土化”的戰(zhàn)略。匯川在國內(nèi)擁有巨大基本盤的商用車市場地位,與歐洲頂尖公司(奔馳、寶馬電控供應(yīng)商)的保持技術(shù)合作關(guān)系。同時通過技術(shù)能力(而非特定產(chǎn)品的引進(jìn)消化)、本土化研發(fā)和制造、提高效率和降低成本等方式獲得合作伙伴的青睞。
 
伴隨著未來一段時間的國內(nèi)新能源汽車市場補(bǔ)貼退坡的加速,張偉先生認(rèn)為應(yīng)該從以下三方面應(yīng)對。第一,鞏固商用車基本面。新能源商用車的市場將會日趨成熟。由于早期客戶較好的示范效應(yīng),讓越來越多線路相對固定的客戶認(rèn)識到新能源汽車的優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)生自發(fā)性的購買意愿。其次,新能源車存在很大吸引力,其使用的成本大大低于傳統(tǒng)車;第二,通過技術(shù)創(chuàng)新,采用新材料、新工藝、新器件,開發(fā)高功率密度、高集成度的產(chǎn)品,從方案上降低成本。第三,開始布局全自動化生產(chǎn)線,在未來批量的支撐下,可有效的降低制造成本,提升質(zhì)量。
 
“質(zhì)量,安全,成本”是目前電機(jī)控制的主要技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)
 
現(xiàn)階段新能源汽車市場對于電機(jī)控制器產(chǎn)品提出了高效率、高的功率密度、高可靠性、功能安全和低的成本的要求。高效率,是為了提高續(xù)航里程降低電池用量;高功率密度是為了實(shí)現(xiàn)整車布局及碰撞要求,同時實(shí)現(xiàn)車輛的輕量化;高可靠性,由于車輛工作的環(huán)境比較苛刻,在溫度上,如在陽光下,車輛溫度可達(dá)80攝氏度,冬天則低至零下30多度;在振動上,由于車輛行駛在各種各樣的路況,振動也非常嚴(yán)苛;一輛家用轎車的壽命一般在15年,因此可靠性也非常關(guān)鍵。
 
“質(zhì)量,安全,成本”是目前在電機(jī)控制主要技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)。汽車行業(yè)對質(zhì)量的要求非常之高,如豐田對質(zhì)量的要求是10ppm。這個要求對國內(nèi)廠家是一個比較大的挑戰(zhàn)。匯川在質(zhì)量方面,在開發(fā)流程即嚴(yán)格遵循TS16949和ISO26262的規(guī)范??煽啃允窃O(shè)計的重點(diǎn),從器件選擇到單體的認(rèn)證,再到PCBA的可靠性驗(yàn)證,最終到整機(jī),可靠性在每一個環(huán)節(jié)都作為一項(xiàng)尤其重要的考核標(biāo)準(zhǔn)。在產(chǎn)品使用壽命而言,焊盤通過可靠性測試、過孔的切片分析再到器件解刨分析等層層考核,最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品15年壽命與40萬公里的目標(biāo)要求。在安全方面,主要圍繞ISO2626標(biāo)準(zhǔn),制定滿足標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)方案,并通過認(rèn)證。成本方面,主要是通過技術(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)成本降低,如采用IGBT定制,霍爾自制,旋變信號軟件解碼等措施。
 
總而言之,汽車行業(yè)是一個規(guī)模制造,對安全要求極高的行業(yè),控制器作為其中最重要的一部分,其質(zhì)量要求也是極其嚴(yán)格。ppm等級客戶不會選用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)控制器,因?yàn)椴缓细竦目刂破鲿箯S家汽車存在被召回并索賠的風(fēng)險。
 
單純質(zhì)量上達(dá)標(biāo)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,電機(jī)控制的各項(xiàng)技術(shù)優(yōu)化仍在路上。未來,電機(jī)控制將通過IGBT、SIC芯片及封裝技術(shù)和軟件算法優(yōu)化實(shí)現(xiàn)控制器效率高于98%;通過器件IGBT、電容、霍爾傳感器、銅排等的定制提升功率密度到20kW/L以上;對環(huán)境適應(yīng)性變得更高,控制器的防護(hù)等級在IP67,甚至IP68的等級,保證車輛在各種工控下安全運(yùn)行。如在暴雨天氣車輛被水淹沒控制器情況下,車輛還能夠正常運(yùn)行。而隨著車輛電器設(shè)備越來越多,電磁干擾對車輛的安全運(yùn)行及電器設(shè)備的正常工作,也顯得至關(guān)重要。對EMC的要求將會提高到class5的等級。隨著汽車智能化的發(fā)展,輔助駕駛及未來的自動駕駛的普及對車輛安全要求越來越高,因此未來對功能安全的等級將會達(dá)到ISO2626ASILD。隨著新能源汽車量越來越大,成本是制約新能源車發(fā)展的一個關(guān)鍵因素,高質(zhì)量低成本也將是未來通過技術(shù)手段攻克的一個關(guān)鍵。
 
匯川最新的電機(jī)控制器是第三代乘用車控制器產(chǎn)品,目前已經(jīng)進(jìn)入B樣開發(fā),今年11月份進(jìn)行整車路試。與市場同類產(chǎn)品比具有EMC等級高class5,功率密度高17kw/L,滿足ISO26262ASILC的要求,軟件采用autosar架構(gòu),同時代碼全部實(shí)現(xiàn)建模自動生成、設(shè)計壽命長15年40萬公里和成本低等特點(diǎn)。

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新能源汽車電機(jī)控制器
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