导读

Reading guide

日前，第十九届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛（以下简称“泰达汽车论坛”）于天津市滨海新区召开。哈尔滨理工大学博导教授、俄罗斯工程院外籍院士、精进电动创始人蔡蔚，电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟理事长贡俊就新能源汽车行业的发展发表了独到的见解。

本文为速记稿，仅供参考。

01#

蔡蔚

哈尔滨理工大学博导教授、俄罗斯工程院外籍院士

精进电动创始人

无论是集中驱动还是分布驱动，一个非常重要的问题都是需要电机系统小，电机系统要想做小现在有两个办法，第一个办法是把电机的转速提高，电机的转速提高就需要一个车轮，需要减速器或者是一个变速器，这样一来就需要齿轮高速转动。如果想把转速提高还需要增加开关频率，现在的开关频率不够那么高，将来随着高速发展开关频率需要第三代宽基带功率半导体碳化硅大概是现在开关频率的5～10倍，这就解释了对减速器、变速器的要求，和我们对第三代宽基代功率半导体的需求。

总而言之电机的尺寸要想下降必须把转距降下来，而功率又不能下降，因为功率等于转距×转速，转距下降只有提高转速才能保证功率不变，这是电机开发的一个主线。

谈到分布驱动的问题，机、电、热的问题要得到很好的解决，现在全世界没有大批量的生产。另外一个问题是簧上质量下移造成操控性问题，这个要解决一系列的问题是降重，车轱辘降重。有人做了测试认为簧下质量每增加1公斤等于簧上质量增加3～5公斤，如果一个车轱辘增加30公斤，4个车轱辘120公斤，相当于簧上增加360公斤，而簧上整个车的质量要增加的话就等于操控性要下降，就等于能耗要增加，因为车的质量每增加10%，车的能耗将增加6%～8%。

我们国家在“十四五”的重点专项正在申报过程中，这个轮毂电机专项，不仅仅只研究电机，还要研究电机控制器、加速器、制动器和轮毂轴承，从而使整个的车轮降重，只有这样才能量产，实现产业化。

另外一个问题我们的电驱动未来朝什么方向发展？大家可以看到功率越大通常对电压的需求有一定的增加，电机基本上在小功率低电压的情况下仍然用传统的圆股线、硅基IGBT和水冷方式。如果变成大功率和高性能的车，我们就需要改成发卡式扁线和碳化硅、油冷等等。

另外一辆车有多少电机呢？一般来说我们纯电动汽车按照过去3年的平均数来说基本上纯电车一辆车有1.1台电机，平均起来一辆车就1台电机。如果是混合动力，至少在过去的3年当中，由平均每台车1.52台变成2022年2.06台，也就是说每台车当中超过了2台电机。我们按照平均数计算大概每辆车1.32台电机，我们就得出这样的一个结论，到2022年的时候大概是688万辆汽车900万台电机系统。

过去从2016年中国的IGBT 100%的依赖进口到2022年已经做到了51%靠自主，但是我们的碳化硅的功率芯片和控制芯片只占5%左右，所以我们还有很大的努力空间。

我们看全世界的发展，重点看我们国家的，国内功率密度已经做到了在高电压下达到了每公斤12kW，美国已经达到了将近16kW，因而在高端产品层面我们离国外还有差距。他们解决两个问题，一个是从永磁体方面，他们既采用了烧结也采用了粘接，从而把整个的空间利用上。因此得出的结论他们作为整个电驱动总成可以每公斤出6.76kW，我们国内最好是2.4kW，所以我们并不是世界上的领先，我们可以说我们比较先进，但是我们不是领先。

全产业高质量快速发展的问题，大家都熟悉扁线绕组Hair-pin。按照这个来理解我们首先看到有4层到8层的，逐步提高是为了减少涡流损耗。我在这里只计算了4层，我们得出的结论是越靠槽口的地方损耗越大。随着频率的升高或者转速的升高会看到损耗是不一样的，这样一来就造成了四个导体发热不一样，就要产生热的问题，所以我们解决的另外一个问题是采用这样的结构导体是变的，四根顶一根，两根顶一根，下一代的发展是这样的电机。

制造的问题，怎么使端部变短，这边有一个伸出端焊接当然更可靠，现在有人说不把伸出端砍掉直接从下面焊接，这样一来就给焊接增加了很大的麻烦。

我们在行业当中有很多错误的东西，需要认真更新解决。另外一个是不含稀土的材料，因为特斯拉说它要做永磁电机不含稀土，所以造成了稀土产业当前下滑8%市场，又说要减少碳化硅的使用，又造成了很多硅片产业当天下降了10%的市值。这一系列的事件原因有两个，因为它说不含稀土的永磁材料基本上有两个，铁氧体和氮化铁，铁氧体已经用了很多年没有什么问题，但是磁能机比较小。氮化铁磁能机很高，但是到今天还不成熟，我请教过很多材料的专家他们认为短时间内不可能量产。少重稀土主要是碲镉，有资源的问题，因为我们要减少使用，而且价格也贵。我们采用的方法原来把它融到整个的磁体中，现在是哪里需要放到哪里去，要求制造和材料的企业合作起来运行。

氮化铁的问题，氮化铁是美国做出来的，我们可以看到氮化铁的确可以和雪佛来基础的电机性能差不多，它主要是需要稳定解决材料的问题，如果取得突破的话是可能用的，但是到现在为止没有看出突破的迹象。

根本没有永磁体、永力磁，大家知道充电电流会产生磁场，这个跟永磁体是一回事，采用这种方法来解决，包括宝马、奥迪用的，需要电刷，这样是有接触的传递，在高速的时候会有一些问题，但是宝马说它基本上解决了。

另外一个是马勒，马勒采用的方法转子不一样，跟无线充电是一个道理，先把交流电充过去，然后在转子侧进行整流，画的原理图是这样的。

总而言之，驱动电机、永磁电机仍然是主流，稀土永磁还是主流，但是油冷和扁线是发展的趋势。功率控制器IGBT是主流，碳化硅是未来发展的趋势。传动机构，减速器是主流，但是变速器和绕组重构都成为未来的选择方向。三合一是主流，多合一是趋势，但一定要注意售后的问题。系统的电压问题，280～400V是主流，800V是趋势，实际上在“十三五”的时候比亚迪提出了1500V，当时我是专家组的组长我没有同意。冷却系统，间接冷却是主流，水冷、直接冷却是趋势。

02#

贡俊

电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟理事长

扁线的上升率很快，从去年的27%到今年的48%，估计今年到年底会更高。主要的动因是在我们这个行业的车型的规模量上来了，因为扁线的投资要求比较高，原来进口的线一个多亿，现在国产的线如果10万台的产能不同的企业有不同的差异，大概是5000～8000万元，所以和国外这个领域还是有一点点差距。但是对整个行业来说，1年能做10万台的规模自己去投一条线它的性价比算得回来。

碳化硅第三代半导体器件的发展也超出预期的，碳化硅全生命周期使用的成本可以计算出来，一般意义上供应商的价格硅基只有碳化硅的1/3左右，但是我们国产的碳化硅的芯片、封装包括上游材料和装备，整个的产业因为资本市场的推动，我们国家预计2～3年会展开，所以碳化硅这条线上会超出预期。

从三合一总成来说，因为我们不管是国内还是海外这些主机厂都需要适应不同的需求，400V、800V都要做，目前的现状是兼顾了400V和800V这两种的电压需求，从目前的现状来说800V体系还是少数，所以是兼顾它的经济性。但是从长远来说一旦形成规模量，这种所谓的模块化不一定是有它的优势。所以我们前面讲平台化、模块化、标准化，在前期数量不多的情况下有它的空间和好处，但是当有了足够的规模以后可能是需要另外的定制化。

专用变速箱确是我们这个行业的亮点，现在插电混动的主机厂，实际上我们主要的企业在这一块都有布局。发电机目前是行业的一个潮流和趋势，因为我们现在是以电为主，不像以前丰田和本田是以发动机为主，我们以电为主，把电加大，在发动机大部分的情况下，发动机高效驱动的领域里面范围比较宽，这样从发动机的设计从整个系统的角度来说有利于我们的性价比可以做得比较高。特别是国家目前对于插电混动购置税的补贴上去以后，对于消费者的成本来说都有比较优势，这也是短期插电混动的比例上升这么高的原因。

从目前的现状来看，多合一，当然如果主机厂的车型的确是存在多合一的需求，它的好处是很明显的。从原来我们的总成到了芯片层面、软件层面，这样对于主机厂如果单种品种量特别大，这个优势就会比较明显。

另外，因为无人驾驶、智能网联汽车的发展，电驱动是一个主要的安全件，现在制动驱动还稍微好一点，将来分布式驱动对安全的要求会更高，这一块除了高安全以外，从健康管理的要求来说希望能够放到中央控制器上。

因为集成度高，所以材料层面对集成技术的要求会更高一点。其实我们电机最重要的一个点是发热，热管理是一个很重要的内容之一，这里面已经从单元到了整个系统层面。

现在已经过了从无到有的阶段，不管是电驱动还是电池，在全球来说中国都有它的比较优势，我们已经跨到了国外的一线阵营。从无到有以后就是从有到优，到优这一块噪音和电池兼容就是一个很重要的内容之一，这里面还有空间。因为高压化扁线以后对作业的要求也进一步的提升。材料、器件，器件这里面涉及到10000rpm多到了30000rpm多，轴承又是一个新的挑战。

控制器主要是芯片软件集成层面和集成度是不是能从开放的角度来说真正意义上做到芯片的多芯合一，现在一个芯片可以做到10个核，所以有很多的原来部件层面上的芯片可以复用，这样对集成度和成本有进一步优化的空间。

我们的MCU对于集成的要求、对于光刻机和芯片的要求并没有那么高，不管是28nm或者是40nm，大部分足够满足电驱动的需求。

从总成技术来说，不管是乘用车纯电驱动到商用车到将来面对智能底盘的人工电机都有一些新的挑战，这里面和应用层面都非常相关，尽管第一步已经过了那个线，但是进一步优化，进一步取得行业可持续的盈利作用，这里面都有新的空间。

从我们产业的视角来看，并不是说目前有一个比较优势存在就没有空间，从能源动力这个角度来说其实还有很多的技术的布局，要保持产业优势就需要有不断的创新投入。另外不管是主机厂还是Tier 1，甚至是部件产品，核心技术是永恒的主题。可能现在还问题不大，现在我们的工具链是国外为主，但是我们国产的工具链现在也在布局，不管是从国家层面还是地方政府，这个领域相对来说要求不高。如果这个产业最后要真正有比较优势，我认为大型的企业还是有必要的存在。

刚刚大家看到的占比，我们TOP 10里面，不管是电机、控制器还是总成，现在独立供应商占到20%～30%，这是阶段性的情况，从长远来看这个比例还是少。尽管现在目前看上去独立供应商少，实际上我们很多的主机厂关键的零部件是从我们部件厂来做，做了一个最后的集成，我认为这样是合理的。就像行业内的个别企业可以说全链条打通，但是我认为这是阶段性的可能性，从长期来说是非理性的，一定要依托专业的供应链支撑产业的健康发展。

插电混动的确是目前这个领域里面蛋生蛋很显著的一个亮点场景，不管是从纯电驱动还是从新型个性的总成来说，实际上国内的产业场景是最合适的。关键材料和器件，目前大部分都解决了，个别的材料和器件可能还需要行业里面有所努力。

装备和工具，这一块原来大家的重视度不够，因为现在已经到了这种体量，不管是工具量还是测试装备都有这种可能性和基础。