2025年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”解读

　　。对电动汽车及其三电系统的发展目标给出了指导性意见。这份路线图是一个叫 U.S.Drive的组织撰写的。这是个即具有政府背景又联合了企业力量的联盟组织，成员既有有福特、 通用 、UQM等生产企业,也有Electric Power Research Institute、橡树岭实验室等研究机构。可以说他们代表了美国在该领域的顶级技术力量。他们曾在2013年发布过2020年路线图，在整个世界范围内形成了标杆影响力，现在五年过去了， 新的路线图对电机电控技术发展都作了哪些规划呢？

　　2025年电机电控发展路线年路线年的基础上的进一步延伸，主要是从效率、功率密度、成本方面作出指标要求。其对电机电流的具体实际的要求如下：

　　这份路线图核心的要求是成本和功率密度，因为这关系到EV总体商业目标是实现。根据路线kw的驱动系统，总成本要求达到6＄/kw，而这个指标在2020年只有8＄。相应的电控的要求在2025年达到2.7＄/kw，电机要达到3.3＄/kw。

　　在功率密度方面，侧重对功率体积比的定义（他们都以为体积涉及到汽车的有效空间

　　一定的定量的概念，才能理解这件事情。我们常常分析的丰田prius，BMW都是怎样的水平呢？

　　较新一点的BMWi3 2016版本的驱动系统技术指标有一定进步，其电机的功率密度达到9.2kw/L，电控的功率密度达到18.5kw/L,这超过2020年目标水平，但未达到2025年水平，其成本数据也未公布。

　　U.S.Drive统计了2017年领先企业的技术指标，其中等水准如下表，在功率密度方面有了长足的进步，基本达到了2015年要求，但成本仍然偏高，可见成本是关键之中的关键。

　　更进一步我们对照控制器和电机的目标成本目标模型。100kw的控制器，功率模块和驱动模块成本要达到59美元和60美元， 功率模块成本占比需要从39%降低到23%。

　　在电机方面，一个100kw的电机总成本330美元，其中磁钢的成本要达到13美元，（这是什么概念？）占比从现在的8%降低到4%。（8%应该是统计的非稀土电机）

　　指标提这么高，真是蛮横霸道不讲道理，他们给出控制器的技术理由是：WBG宽带隙功率器件的应用推广，这样一种材料比硅基功率器件拥有更高的开关频率、更高的工作时候的温度，和更低的成本。因此能带来成本和提及的双双降低。

　　电机的技术理由也类似，大意是：现有材料的利用率还能大大的提升，需要新材料的利用和新概念的电机设计。

　　肯定不是参考了现存技术发展的结果，更多的是为实现市场目标。其假设前提是要在2025年达到纯电动汽车在汽车市场占比10%，在2040年占比35%的目标，必须要在成本和体积效率上有更大的突破，从而获得相对传统汽车的竞争力。从市场到产品，从汽车总产品再到电机电控子产品一级一级往下分，就是这么些指标，这是令全行业都敬畏的数字。

　　还真有可能， 橡树岭实验室就在2017年开发出一款电机产品，在功率密度、成本都能超过了2020年要求。

　　这款电机是铁氧体永磁同步电机，转子采用双层SPOKE结构，经过测试这款峰值功率为103kw的电机，转矩密度比prius2010提高了10%，最高转速提高了20%。

　　如果以9000rpm 103kw的峰值工况工况计算，该电机功率密度达到10.3kw/L，成本降低到4.4＄kw,实现了2020的目标。其采用的核心创新点就是无稀土技术和自动优化算法。

　　当然离2025的目标还有差距，但后续的电机方案已经在优化中。在下一代的产品中，功率密度会提高50%达到16.2kw/L，4.5kw/kg，转矩密度达到32Nm/L，8.9Nm/kg。也算是往前进了一大步。

　　一大类是新材料的应用，高导热的材料可提升传热能力，高耐温的的材料（比如陶瓷绝缘铜线）能提高耐热等级，两者一整合就能大幅度降低电机体积，提高功率密度。

　　最后一类是新建模方法和新优化方法的发展，怎么样更好的理解硅钢、磁钢等材料的物理性能--比如高频损耗、超薄硅钢的导磁能力等等。另外优化工作量也慢慢变得大，如何快速而精确的进行大数据计算等等都是需要继续探索的方向。

　　同步磁阻电机的关键上提高凸极比，因此磁桥越窄越好，但是磁桥过窄，转子的强度不够，磁桥处容易应力集中。通用公司开发出了一种磁桥后处理技术，通过局部渗硅处理，能够将磁桥部分的材料去磁化，不具备导磁能力。另外一方面渗硅后材料的强度反而获得了加强。这种特性解开了漏磁和强度的关系，大幅度提高了同步磁阻电机的性能。

　　这种技术是利用一种碳基复合材料，简称CNT，这样一种材料的拥有比铜高100倍的电导率，10倍的导热能力，300倍的强度。通过一系列工艺将CNT材料附着在铜片上，一层铜一层CNT，如此层层叠加，最后通过热处理做成一种新的复合材料，这种新材料的导电和耐热能力是目前漆包线数倍。

　　制定路线图意图就是强力推进本土企业的技术创新，DOE明确宣称，现在的目标是已有技术没办法实现的，从2015到2020需要一次技术突破，从2020到2025年还需要一次技术突破 ，只有勇于向前的企业才能脱颖而出。作为跟随者我们该何去何从啊？

　　创新、创新、创新重要的事情说三遍。有财力的企业一定要建设自己的核心技术竞争力。中兴的事件，已经给了我们足够的警讯，跟随模仿的老路已经越来越窄了。

　　近日，乘联会公布2018年4月全国乘用车市场情况：全国狭义乘用车4月销量181.2万辆，同比增长9.6%。其中SUV销量75.3万辆，同比增长10.4%；轿车销量92.3万辆，同比增长10.5%。总的来看，上月销量数据亮点颇多：轿车市场以整体增幅0.1%的微弱优势超过SUV，终结了SUV市场持续了64个月的增幅第一；自主三强SUV销量排名易位，吉利超越

　　4月，以吉利为首的自主品牌，包括长城、长安、上汽通用五菱在内，SUV销量再创新高，霸占1-4月SUV总销量排行榜前四位；合资仅东风日产挤进前五，却惨居末尾；上汽大众（含斯柯达）1-4月SUV销量166,496辆，位列第六，和排在首位的吉利销量差了近一倍。自主再次巩固了在SUV市场的领头羊，吊打合资！

　　这其中，风头最盛的莫过于“双料冠军”吉利。4月，吉利汽车凭借12.88万的销量成绩蝉联自主销冠。同时，1-4月吉利SUV总销量达到300,026辆，同比增长高达90.6%，成功PK掉长城，位列国内SUV销量龙头。

　　这对不惜放弃轿车市场、一直专注SUV市场的长城来说，无疑是一个巨大打击。有网友就喊话长城：轿车销量赶不上吉利，现在连SUV也卖不过吉利了！

　　事实上，这并不是吉利第一次在SUV市场超越长城。今年2月份，吉利SUV单月销量就已领先长城，虽然3月份又被长城赶上，但4月，吉利SUV销量再次超越了长城。从始至终坚持轿车、SUV“两条腿走路”的吉利，在长城火力集中的SUV市场频频夺冠，这一现象及背后传递出的信号，不仅引发圈内对轿车、SUV发展的策略的重新思考，双方强烈的反差也让不少业内人士唏嘘不已。

　　综合来看，长城在SUV市场的先发优势仍在，但产品价格的范围重合显而易见，旗下11款SUV产品，除了销量担当哈弗H6与哈弗H2之外，其余车型销量均表现不尽人意。而吉利在SUV市场共有7款产品，虽然产品数量不及长城，但每款SUV均实力不弱，在各自细分市场表现出色。仅4月份，吉利旗下7款车型月销量过万，其中就包括博越、帝豪GS、远景SUV、远景X3等4款SUV产品。而博越4月销量突破2万辆，远景X3更是在上市以后持续6个月销量破万，领克01则以9,079辆的销量再创新高，加入吉利月销破万“俱乐部”指日可待。

　　可以预见，短时间内，吉利和长城在SUV市场的销量拉锯战还会再继续。但随着吉利汽车实力慢慢地加强，以及在SUV市场布局的日趋完善，长城想要逆袭还是有一定的难度，双方你追我赶的局面也许并不会持续很久。

　　值得注意的是，合资SUV也卷土重来，大众在中国市场投放了五款SUV产品，丰田将旗下的全球战略车型C-HR导入中国，韩系车中新新一代iX35和新新一代智跑也调整价格高调回归，自主品牌在SUV市场将面临更大压力与挑战。SUV市场更热闹，竞争也更激烈，究竟谁能突围而出还待市场和时间来揭晓答案。

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