华中科技大学校学位委员会委员、强电磁工程与新技术国家重点实验室副主任、新型电机国家地方共建工程中心主任 曲荣海
大家下午好!很高兴来到这儿和大家一起分享一些关于电机的感想。我毕业于清华大学的,后来又读了博士,现在主要从事各种电机研究工作。我今天给大家分享的是关于电机在整个高品质电动汽车领域里面,产业界和学术界面临的一些挑战。
首先第一块是从驱动电机的发展历程来看。电动汽车其实并不是新鲜事,在汽车早期发明的时候,就是电动汽车。到1925年左右,由于起动机发明,廉价的发动机大规模推广,才使得电动机逐步淘汰。到了70年代,石油危机发生之后,电动汽车以其能源多元化、污染小的优势开始居上。十三五,中国部署了六个创新面和三个重点研究的项目。电动汽车的研究领域都有非常好的支持。但是在大好形势下,电动汽车电机也并不是只是春天,有很多在学术界待解决的问题。左边是中国电动汽车行业里电机的供应商,中国的十大供应商。在中国主要的供应商里面,右侧是世界范围内里面的零部件供应商。在中国这么重要的一个场合,前十大、前二十大里面,在世界范围内基本上没有中国的供应商。所以中国的电动机市场已经引起了世界的关注。世界很多汽车厂家很关注中国的电机市场。但是电动汽车电机的供应商在世界范围还没有那么深入。中国的供应商这两年发展得非常快速,突飞猛进,但是跟世界比,还是有待进一步地提高。
几个例子,比如说大家关注的特斯拉,他们的两款电机功率密度是5.0千瓦,功率密度都远远领先。丰田普锐斯的系统里面,功率密度比较高,而中国电动汽车电机也不落后。在2003、2004年,十三五的目标是2.7,已经比较接近了。但是在这个范围里面,电动汽车行业在未来几年是非常关键的,咱们汽车人要干吗?要弯道超车。在中国基本上是最领先,市场最大的,电动机市场在中国是最受关注的。所以中国汽车人要在这个领域里面做一个领先,我们怎么样能够实现领先。有很多的问题需要我们一起探索。
首先最关键的一个,我们有了很好的原材料,但是我们怎么样能实现领先,目前我们遇到了哪些问题。先来回顾一下电动汽车的电机有哪些特点。它的宽调速范围,强过载能力等,这些都是每个厂家需要做到的。做到这些以后,不是就能做到世界最好了,这是最基本的要求。最基本的要求对于一些电机厂家来讲,还是比较难的。再看一下我们的驱动电机或者牵引电机和一般的工业电机相比,它的特点有什么不同。我们电动汽车的电机需要和普通电机的要求有所不同。范围、含量以及对体积、功率的要求都有所不同。这里列出了几种电机类型,我就不详细说了。大家看到,第一种类型就是在中国,每一个汽车厂家没有选择感应电机,中国大部分厂家现在的是永磁电机。在学术界里面看到比较多的就是同步磁阻电机还有永磁辅助磁阻电机。我们怎么样能够现在一个合适的,适合我们每一个公司的,或者适合中国市场的电机。这个不仅是学术界也是我们汽车界需要面临的问题。中国面前汽车市场的汽车设计形式化比较多了,但是电机领域,各个厂家的产品比较雷同相似。有一方面是由于中国的知识产权保护不够好,另一方面也是我们的创新的有所欠缺。在中国永磁电机用得比较多。在这两个厂家里面,没有哪位一个能够有绝对优势的。比如说特斯拉,它选感应电机,它不希望有些材料会受限制,并不是说永磁电机就不好。但是由于特斯拉的工艺设计都比较领先,所以它的电机的功率密度很大。如果永磁电机同样的功率,你做到后面发现,永磁电机其实功率更大。电机看着比较简单,就是铁铜。实际上它和好几种学科结合在一起的。每个方面优化出来才能达到最优结果。
驱动电机研究都有了初步的成果,但是很遗憾,中国的电动市场这么广阔,厂家这么多,但是这些材料的原始研发没有一家是中国出现的。这是我们需要思考的问题。我们的企业,大部分是为了生存和发展。大家讨论的都是怎么把产品做出来,怎么样去降低成本。和高校的交道打得不多。中国的企业界和产学界需要交流。把相互沟通桥梁建立起来是非常重要的。在中国永磁材料那么丰富的情况下,大家没有研究的心。在座厂家有没有说材料怎么回收的,在20多年前,日本就有人提。咱们的中国的学术界和产业界有很多前沿的工作需要去探讨。所以中国已经有很好的电动汽车的企业或者产业发展起来,学术界也有很多人,很多资源,怎么样用起来是很重要的。我们经常会说,你的质量不好,各方面都做得不好,这就导致了我们的电机做不好。我们经常抱怨别人,又怎样使自己做得更好?
一个企业收到一个定单,多长时间能出一个产品?在国外,可能两三年才推一个新产品。中国的话,两三个月就会推一个新产品。所以怎么协调性能和产品之间的关系很重要。还有一个可能很多企业家有共同的感触,就是目前的电动汽车市场太火,导致人员移动过大。经常某个企业发展很好,过两天一看,它的骨干A或者B又开了一家公司,和原公司进行竞争。这个问题不大好解决,但是这个事情需要我们一起来想一个好的办法,既能把人才留住,同时能促进有序地竞争。我们更多地关注厂家的质量问题,能给它多一点时间,让它把质量做得好一点。所以,怎样合作可能是我们整个企业面临的问题。
目前国内的企业还处于生存的阶段。怎么能充分地利用国内的高校的资源为企业服务,这是企业现在需要思考的一个问题。在整个汽车环境里面,中国的原材料都是世界之最,中国研究电机的人也是世界之最。学术论文里面也是世界之最。但是中国的电机绝对不是世界之最。我们目前不缺少资金,中国人又不傻不笨,在国外很容易获得奖项。为什么在中国做不好呢?大家有没有想过在这个系统里面,我们也是下一家供应商,我们做了什么工作,把我们的产品质量提高1%,把每个人、每个企业都能提高1%,可能整个产业界在几年之后就会有很好的突破。目前来讲,中国已经有市场,有原材料有人员有资金,我们需要做的是什么呢?我们希望每个人能做一点自己力所能及的工作,使产品的适量提高。不只在中国市场把电动汽车行业做好。在五年、十年之后,我们的企业在世界范围之内占到多少份额才是关键。谢谢大家!
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