[01629340]新能源汽车用高密度永磁电机及其控制系统关键核心技术及应用

新能源汽车是国家战略性新兴产业,是中国走向汽车强国的必由之路。驱动电机及其控制系统是新能源汽车的“心脏”。由于存在高密度轻量化、高效率低成本、高可靠性、高一致性等苛刻要求，和中国在该领域与发达国家之间的巨大差距，实现驱动电机及控制系统技术突破、形成产业规模具有巨大的难度和挑战。该项目在国家863、科技支撑、上海市科技攻关计划支持下，取得重要技术突破：(1)提出高速高密度新结构永磁同步电机理念，发明了新型磁极拓扑结构和高密度定子设计技术，结合多领域集成优化设计理念与技术，实现电机功率密度、峰值效率和大于80%的高效率区等核心技术指标达到国际先进水平，解决了新能源汽车电机机电磁热极限设计的难题。(2)发明了直接液冷结构电机和密封性能稳定可靠的水冷机座散热结构，开发了高密度绕组与交叉拼块铁心技术，在电机的冷却散热与定子绕组热传导方面取得核心技术突破，商用车驱动电机额定功率提升90%,热流密度提升117%；乘用车驱动电机节约铜线成本30%，并实现批量制造应用。(3)发明了高可靠高密度永磁同步电机矢量控制技术和转子位置自动校正技术，提高车用电机控制器在低速下的电流输出能力和高速恒功率弱磁区域的性能，驱动电机及其控制系统产品峰值效率超过94%,系统大于80%的高效率区超过80%,功率密度达到12.0kW/L。(4)发明了高集成度高可靠性650V和1200V车用IGBT模块的超声波焊接与银浆烧结封装工艺技术，显著提高了连接的机械强度和抗温循可靠性，打破国外在IGBT模块产品方面的垄断。(5)建立了永磁同步电机转矩波动理论模型，揭示了电流传感器测量误差和非正弦磁场分布与电机转矩波动的关系，提出了抑制电机转矩波动的方法，发明并建立了电机充当动力吸振器质量的减速式轮边驱动系统，抖动状态下电驱动系统各悬置各向反力降低近10%。获授权专利23项，其中发明专利11项；牵头与参与制修订国家和行业标准5项；发表论文45篇，出版专著1部。形成具有自主知识产权的200kW以下系列化高密度永磁电机及控制器产品的关键技术指标达到国际先进水平。2009年实现产业化，在燃料电池、纯电动、混合动力的轿车和客车上获得规模化配套和应用，主要用户包括一汽、长安、奇瑞、华晨、华泰、中通、宇通、恒通、福田等国内主要汽车生产企业，累计实现销售约8万台套，销售收入超20亿元。在一些细分产品领域实现国产化市场占有率第一。提升了中国在该领域的技术水平与市场竞争力，并通过国家电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟，带动上游关键材料及零部件的制造能力，推动中国电动汽车产业快速发展。