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林程:电动客车驱动系统要因需设计、应势而动、赢在创新

2017-06-01 16:23:29 作者:韩喻 来源:中国客车网
  2017年4月,工信部、发改委和科技部联合印发了《汽车产业中长期发展规划》的通知,其中重点谈到“关键零部件重点突破工程”和“新能源汽车研发和推广应用工程”,表示将“支持优势特色零部件企业做强做大,培育具有国际竞争力的零部件领军企业。掌握驱动电机及控制系统、机电耦合装置、增程式发动机等关键技术,支持动力电池、燃料电池全产业链技术攻关,实现革命性突破,大幅提升新能源汽车整车集成控制水平和正向开发能力。”

  为此,针对如何才能在新能源客车电机及传动系统的不同技术路线和技术方案之间做出正确选择这一基本问题,中国客车网特意在2017北京道路交通运输展期间,对北京理工大学电动车辆国家工程实验室副主任林程教授进行了专访。
 

  电机驱动系统要因需选择

  林程,北京理工大学教授,博士生导师,“国家万人计划专家”,电动车辆国家工程实验室副主任, 电动汽车北京市工程研究中心主任,长期从事汽车总体技术及电动汽车技术的科研和教学工作,担任多项国家863及北京市电动汽车重大课题负责人。

  林程教授表示,电动汽车与传统燃油汽车的区别就在于动力系统。不同于燃油车,电动汽车需要依靠动力电池提供能源,利用外接电网充电(或更换动力电池)补充电能,并通过主驱电机来进行驱动,这是电动汽车驱动的基本原理。就新能源客车而言,电池和电机的种类能明显影响整车的性能。

  现有的公交车是在城市中通过固定线路、固定里程,和基本固定的时间来运行,城乡公交(客运)、通勤班车也基本具备上述运营特性,所以公交车在运行当中要科学地规划运营线路,要应该根据运营线路长短来确定动力电池的快充或慢充模式,电池容量的选择与运营的调度、排班也有很大的关系,还要综合考虑(充电站等)基础设施的布置和充电能力,以及停车的位置等因素。

  林程教授认为,新能源客车发展的核心技术首先是“三电系统”,这当中,以往社会的关注焦点往往是在动力电池方面,但我们应该了解到,驱动电机的重要也绝不可忽视。

  据中国客车网了解,北京理工大学实际上是从事电动客车驱动研究最早的高校,同时在林教授的主导下,北理工的产业化项目在电动汽车动力总成及整车电控方面做得非常出色,得到了社会的广泛认可。

  林教授表示,用户单位在选择驱动电机产品时,也要区别对待。现在城市公交车辆的最高车速一般最快不过70公里/小时,这种情况下,采用直驱电机就足够了。但如果是要走快速车道,相应车速就会达到80、90公里/小时,就需要考虑采用带有变速箱的电机,也就是带AMT自动变速器的机电一体化电驱动系统。

  据林程教授介绍,现在很多企业提供这样的解决方案:一个电机加上一个能够自动换挡的变速箱,从两挡到四挡,挡位越多,换挡越平顺,冲击越小。但是挡位多换挡时间也会偏长,需要综合考虑。林程教授建议,如果电动汽车需要上高速或山路,应当首选带变速箱的解决方案。

  

  

  驱动电机总成的发展方向和存在问题

  林程教授认为,当前电动汽车驱动电机正在逐步演化为电驱动系统,往集成方向发展,这是趋势。也就是说,随着车辆品质的提升和性能要求,将来驱动电机可能不只是一个电机了,而是一个电机复合驱动系统,也可能是轮边驱动系统。驱动系统不仅是电机本身,还包括齿轮系统和换挡控制器,发挥机电各自的优势,形成更高效的动力总成产品,并且最终发展成新型部件产业。

  但林程教授也表示,产业发展的前提和目标是要实现规模效益,只有在基于大规模产业化的情况下,才能下调成本,满足市场需求,实现行业的健康发展。

  林程老师向电驱动企业建议说,作为电动汽车的核心零部件企业,要立足于创新,要有自己的特色、自己的新东西,抄袭或者仿制只能带来暂时的经济效益,不是企业长期发展之道。随着新能源汽车发展,市场竞争必将进一步加剧,企业只有不断完善技术,才能形成创新竞争力,与优秀同行比拼时才更有说服力。

  

  林程老师告诉中国客车网:其实新能源汽车,包括新能源客车在内,目前还有很多技术处于空白,国内的整车和配套企业都应该深入钻研。同时,他也提到了一些担忧:

  众所周知,我们国家的基础工业,尤其是先进加工制造、新型材料等领域与国际先进水平相比,还有较大差距,比如齿轮传动系统就是汽车行业的短板之一。作为身处汽车工业的一员,林程教授表示,希望能够通过电动汽车关键零部件的快速发展,也能带动基础工业的发展。

  针对驱动系统控制问题,林程教授表示,车辆的控制是需要分层级的,其中包括整车控制、电驱动控制以及底层的控制。林程老师举例说,从整车动力学控制的角度来讲,整车控制会根据车辆行驶工况的需求出发给电驱动系统提出要求,而电驱动系统需要更加关注高精度地、完美地完成整车交给的驱动控制任务。出于自身的局限性,零部件很难从总体上去全面把握整车控制的策略,所以对于电机企业,或者其他零部件企业,应该是高品质地完成执行工作,要合理地界定控制的不同层次。

  例如AMT的控制,有一部分是要满足动力系统效率的,有一部分是要满足整车运行需求的,不同的工况可能会有不同的控制要求,这就需要传动系统和整车来进行协调。

  从行业下游到政策顶层应各尽职责

  从2009年的“十城千辆”至今,电动汽车的发展必然性已经深入人心,电动汽车的市场应用也已经越来越成熟和明朗,但是行业发展需要从上到下一致行动,为此,林程教授表示,政府和整车制造商,对零部件企业都应承担起各自的责任:

  第一,希望政府多支持和扶持不同方向的零部件企业,只有把新能源补贴政策公平地分配给整车企业、零部件企业和用户,才能更好地推动行业发展。只有零部件整体发展起来了,整车才能做得好。

  第二,对于整车厂来讲,不要过度地压价零部件厂,也不要采用低价竞争策略。特别是大型整车企业,应该形成扶持零部件企业的责任和意识,形成产业联盟,或者是形成产业生态链条。可以给零部件企业提出高标准的要求,让零部件企业在满足需求的同时把品质做好,整车的品质自然也能提高。

  结语

  这是林程教授的期待,也是林程老师为中国新能源汽车迈入世界汽车强国行列所给出的解决办法。正如《汽车产业中长期发展规划》(2017)提出的:让产业创新体系不断完善,企业创新能力明显增强。动力系统、高效传动系统、汽车电子等节能技术达到国际先进水平,动力电池、驱动电机等关键核心技术处于国际领先水平。
  
延伸:
高端对话:北京理工大学教授林程对话精进电动董事长余平

中国客车网专访北京理工大学教授林程
 

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