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电机技术的先行者大郡动力万芳

发布时间:2020-02-14 11:32:59 阅读: 来源:升降机厂家

电机技术的先行者——大郡动力

经过近三十年的研究与应用,我国智能交通系统建设已取得巨大进步

宇通拥有世界最大的客车生产基地,连续12年年销量第一

我们要推动电动汽车应用,相信到2020年之后,我国电动汽车市场会达到世界领先

交通运输是国民经济和社会发展的基础性、先导性行业

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电机技术的先行者——大郡动力

2013年06月28日 14:16

电机技术的先行者 大郡动力

专访大郡动力总裁徐性怡

大郡动力总裁 徐性怡

中国公交信息网电子报2013年6月刊有幸给上海大郡动力控制技术有限公司总裁徐性怡做了一次专访。

国家千人计划 入选者,十五 863 计划电动汽车重大专项的特聘专家 徐性怡

1977年,徐性怡通过文革后第一次高考,考上了华中工学院(现在的华中科技大学),当时学习的就是工业企业自动化。1982年本科毕业后成为华中工学院首批留美学生之一。1990年获得美国威斯康辛大学电力电子及电机驱动专业博士学位后进入Square D担任高级研发工程师,从事变频驱动器的开发和设计。1992年,美国福特公司刚刚开始做电动汽车,当时福特公司就提出动力系统的电气化是未来发展的主要方向,徐性怡受邀至美国福特汽车公司的电动汽车事业部担任电力电子系统小组负责人。1992年至2002年期间,徐性怡在美国福特公司任汽车电子部门技术专家、高级技术专家、课题组长,先后负责主持电动汽车和混合电动车驱动系统以及其他汽车电力电子系统的研究开发工作。由于在主持开发ISG系统工作中的突出表现,1999年徐性怡获得福特公司的最高殊荣 亨利-福特技术成就奖 。

在谈及回国的初衷时,徐性怡表示: 电力电子是一个基础技术,中国对这个技术的需求很迫切,当时觉得把技术带回中国是很件有意义的事情。 于是,在2002年8月,他离开福特汽车公司回国创业。回到中国后,他首先从事的是工业电机伺服系统方面的研发工作,随后受邀成为十五 863 计划电动汽车重大专项的特聘专家。徐性怡说: 由于当时中国关于新能源汽车的市场这块还不成熟,电动汽车技术只能作为技术储备,公司还是以工业伺服为主。随着中国技术的快速发展,电动汽车的逐渐成熟,于是我们创立了上海大郡动力控制技术有限公司,一家专业从事混合动力及纯电动汽车用电机及其控制技术的研发和生产的高科技企业。且公司将电动汽车作为主力发展方向。

创业初期准确判断市场切入点

电动汽车技术是需要一个积累的,目前国内的能力和基础都还比较薄弱。而从车辆上讲,乘用车的要求要比商用车的要求更高,商用车要比乘用车更容易些。乘用车要求体积小,成本低,而且因为针对是个人用户,对于安全系数、维修能力、销售价格、可靠性等方面的要求都比较高。且乘用车的使用环境太复杂,而商用车的使用环境相对固定,而且因为是车队用车,车辆可以集中维护、集中监控、集中保养。作为一个新的产品来讲,不可能一开始就非常完美,一定有个在使用的过程中发现问题解决问题的改进过程,而商用车的车队集中使用方式恰恰有这个条件。

在如此的商业背景下,对于之所以在商用车中最终选择公交行业,徐性怡总裁说: 在新能源产业化的过程中,市场切入点在哪里,我们判断在公交车的这块,因为从国家政策来说,公交优先,节能减排,这都是国家战略。一辆公交车的排放量相当于好几十辆的私家车,且从节能的角度来说,在公交车方面的节能也是很重要的。再加上国家对于新能源公交的大力支持,市场推广也会方便很多。

在确定了产品方向后,06年大郡动力开始了针对公交车的开发工作。在06年863项目中,大郡动力和上海申沃合作研发了一款针对公交车的混合动力系统。该系统采用了双电机系统,车辆前部有发动机与发电机集成的混合动力发动机总成,后部有牵引电机与变速箱集成在一起的混合动力变速箱总成,由两个电力电子的逆变器分别控制两个双电机,车辆还配备了DCG机来调整整个能源的分配,这代表了一个很高的技术水平。对于节能来说,节油效果主要体现在发动机和变速箱,而在这两方面,中国恰恰没有核心技术,所以最终很遗憾的这辆车没有产量化,但是所做的开发工作对后来的新能源公交车奠定了非常好的基础。

大郡动力以先进的技术为核心竞争力,创立初期,在徐性怡总裁的带领下,一年内解决了政府给予的两个大难题,在国内也开始小有名气。第一个是东风汽车做的双电机混合动力,需将牵引电机与启动发电机两个电机放在一个小车里面。第二个是上汽和同济大学做的燃料电池车,需改善燃料电池体积大,电机又是纯电动电机动力小的问题。

回国创业的10年中,徐性怡与国内主要的车辆公司都有很好的合作,和上汽合作纯电的驱动性和控制器的开发;从09年开始给长安汽车的中度混合乘用车供应集成启动发动机;和东风汽车除了在863项目中合作的混合动力外,迷你纯电动车这类小型乘用车也有合作;是北汽纯电动出租车的电机和电机控制器的供应商;是广汽的混合动力车辆的电机与电机控制器的供应商等等。徐性怡总裁表示: 整个推动的过程中,我们主要以技术积累为主。当要进入市场的时候,要以市场应用为导向,采用最先进的技术为宗旨。乘用车方面的技术转向商用车使用是绰绰有余的,因为乘用车制造要求比商用车的要求严格的多,我们现在就按乘用车的要求制造商用车,把乘用车的应用和管理能力引到商用车上是我们的技术优势。

游泳中学游泳 多个项目获金奖

徐性怡总裁介绍其公司最新研发的技术成果

大郡动力的第一个项目,其所研发的适用于新能源公交的电机与电机控制器是给中通客车配的,徐性怡说: 那是我们第一次尝试,客观的讲,还面临着很多问题,对于应用的了解不是很清楚,且技术的成熟度也不是很够,但是我们开始了。而在使用过程中不断完善,给了我们一个很好的机会来学习,在游泳中学游泳。 2011年的大运会,1000多辆混联系统的新能源公交中,其中的ISG系统是大郡动力主持参与的第二个项目。徐性怡表示,第二个项目要比与中通合作的第一个项目要顺利点了。第三个项目是给五洲龙配了200多辆纯电动大巴,开发了200千瓦的大电机与之配套,目前刚刚投入运行,在紧张的保障运行过程中发现问题解决问题。

配备了大郡动力第三个项目中所研发的大电机的五洲龙纯电动大巴,在2013年5月11日举行的2013中国首届公共汽车节能大赛中,在12米纯电动公共汽车组与比亚迪和宇星并列金奖。这充分说明大郡动力所研发的永磁大牵引电机的节能效果是相当不错的。并且大郡动力开发的增程式的系统(即将车辆前部的发电机加大了做成60千瓦持续发电的机组,后部用200千瓦的牵引电机,并将整个控制策略做了优化)也在本次大赛上取得了比较显著的节油优势,在插电式混合动力公共汽车组,应用该系统的申沃客车获得了金奖。鉴于这些产品的出色表现,大郡动力的产品目前已在与多家企业进行配套。

关于目前主要的产品结构,徐性怡表示: 目前我们已经形成了三个系列了,一个是和发动机拼在一起的集成启动发电机,既可以做混合动力的总成也可以做增程式的发电总成。第二个是牵引电机系列,包括面包车的、8米公交车的、12米公交车的系列都有,第三个系列是大大小小的增程式。

大郡动力的核心竞争力在于技术,要用一群专利保护一个技术

电机发展技术的进程首先应从电车来说,第一代有轨电车用的是直流电机,采用电阻调速,这面临维护,雨天降速行驶等很多问题且耗电比较大。第二代双模制电车基本改成交流感应电机,可靠性提高很多,在效率方面也比有轨电车高许多。第三代,也就是目前所使用的电车采用的是永磁电机,这种电机和感应电机相比同样无刷,但永磁电机体积小、重量轻,效率要比感应电机高差不多3-8个点,这对续航里程有很大的影响。电动客车动力系统的技术发展经历了直流电机,感应电机,现在正在往永磁电机方向发展,永磁电机在可靠性、维护性、能量转换效率、寿命等都得到了重大的改善,成本现在也基本持平,随着发展往后会比直流电机更便宜。

就电机的技术能力方面,国内的核心技术到底怎么样?徐性怡说: 在美国福特,我主要负责的是这块,对这块还是比较了解的。从技术的角度上讲,中国工业基础还是比较薄弱的,有些在国外设计出来的但是中国无法批量生产,材料上也无法满足。核心技术不是一蹴而就的,国外也是好多年的积累下来的,中国目前还在起步阶段。核心技术的重要意义是可持续性发展的保障。我们需要做的是老老实实坐下来来建设这个核心技术。也因此,我鼓励大家申请专利。从专利保护的策略来说,一个专利来保护一个技术是有难度的,需要用一群专利来保护一项技术。我要求大家不是为了写专利而写专利,而是在生产过程中,发现亮点了可以把它写下来,然后由公司专业的专利律师来进行申请。当然,公司晋升不会根据专利有多少,而是根据做了多少事情来衡量。

大郡的核心能力在于技术,第一点,我们拥有核心的技术 电力电子控制器。第二点是电机本身的设计,采用新型结构 永磁磁阻同步电机,这是一个复合结构,除了永磁产生扭矩外磁阻也能产生扭矩,它的好处是兼顾了永磁电机的体积小效率高的优点,同时又拓展了一般永磁电机调速范围窄的缺点。第三点在于电机控制,电机与电机控制器的系统集成的优化。徐性怡坦言: 大郡动力的市场优势在于,对于汽车的应用比较了解,对汽车产品开发的流程比较熟悉,对于测试要求与测试方法也有积累。从整合资源的角度,毕竟我在国外待了很长时间,对国外的资源整合,包括技术层面与市场层面的,以及国内资源包括制造与市场的这样的一些能力,我们相比较有些优势。

增程式串联混合应是新能源车辆的主要应用方向

从新能源汽车来说,电机只是一个关键零部件之一,还有一个很大的制约因素是电池。术有专精,徐性怡表示大郡动力的定位不会往电池上去走,会专注于所擅长的电机这块。但是同时徐性怡总裁也表示, 就实际的应用中电机与电池的集成是非常必要的,所以我们会跟电池厂包括超级电容厂来做一个很密切的配合,让电机电池整体做一个优化。在整车厂的协调之下,我们会与电池厂有一个密切的合作与技术交流。在使用时优化双方的控制策略上来做。

对于中国目前电池的现状来说,仅仅是可以用而不是更好的用。从整个新能源发展的方向来说,由于电池的制约纯电动发展会有一个限制。纯电动对车型也是有关联度的,比较适合小型车,在保障车辆动力性的情况下,由于车重对动力性的影响,对于小车来说更容易保障动力性,而当车辆大到一定程度,就是需要更多的电池来保障动力性,更多的电池本身的重量又会是一个负担。也就是说,在一个车重以下是正向循环,在一个车重以上就是恶性循环了。因此除了电池和充电设施制约之外,从产品特质上来说,公交的混合动力的发展是有必要的。目前中国混合动力有好几种,并联混合,混联系统,增程式串联混合动力系统等。在电池突破前,混合系统仍然是需要关注的。一个好的系统要满足:1.客户的要求,混合动力可靠性和运载量等都不错;2.符合国家的政策导向:要以电代油,以纯电驱动为主要的技术导向,这就意味着要做插电式的混合动力;3.符合现在的工业基础水平:我们工业基础是发动机核心技术不够,但是我们可以另辟蹊径,找到我们的工业水平允许的技术路线,增程式串联混合应该是满足客户要求、国家政策还有技术水平的一条技术路线。同时,增程式串联混合是发动机加发电机加牵引电机的一个组合,完全可以满足公交运营并且非常符合公交运营的工况的。在城市慢爬行驶过程中,发动机会一直工作在一个低速和大扭矩的工作状态,排放和燃油都很差。增程式串联混合中的发动机是不推车只发电的,所以要么在没电情况下高转速大功率下给电池充电,要么就把发动机关掉纯电动运行,这样的模式是能够节油的。同时也满足国家的政策,因为装大电池就能做到以电代油。比较容易满足现在的中国的工业基础,只要用小的发动机,不需要根本性改变发动机,只需要选用不同的发动机把其控制在最高的工况下。因此增程式串联混合应该是主干公交的运用方案,而纯电动适合小区等小范围运行。

将技术与应用完美结合走中国式新能源道路

在谈及汽车工业上中国与欧美先进国家的差距时,徐性怡总裁坦率的讲, 中国在基础技术上与国外是有差距的,那是一个积累上的差距,毕竟国外比国内早了近百年。最成功的是把技术和应用结合的最完美。中国在新能源方面推动进行的那么快,不在于技术而是在于市场应用的迫切性、市场的规模与中国市场的独特性。把中国的市场的差异化做到最大,做中国的新能源产品并形成中国的新能源标准就有可能另辟蹊径,不受国外先进技术的制约。按照这个思路,以应用引技术,将产品与市场结合性做到最好。把中国的事情做好了,那些新兴发展的国家就会是我们的市场。技术是很重要的,第一需要沉下心来把技术做扎实,要耐得住寂寞。第二要勤奋刻苦,因为基础技术的追赶需要经过若干年的开发才能跟得上,因此我们要虚心学习,尽可能的引进先进技术,勤奋刻苦。我相信我们如果能够耐得住寂寞,虚心学习,勤奋刻苦,说不定我们可以追上国外先进水平。比如国产的混联系统,看上去毫无技术亮点,但是与中国的公交应用搭配起来,能够得到一定的效果,这个就是符合中国特色的一个东西。经过那么多年的发展,进行了优化并往增程式方向发展。

新能源公交是大有可为的,技术进步的特点:1.信息化的特点,互联网物联网的大量出现,改变了人们的生活习惯。2.电力电子的大量应用,使得我们的能源使用效率大大提高,使用控制的精度和方便性大大改善。中国的发展主要的方向是城镇化建设,城镇化建设中公交优先必不可少,将能源技术进一步嫁接到公交系统的建设上来看,我们是有机会看到中国公交体系的革命性的大变革,新的公交体系的出现,而且将成为其他人口密集的国家的楷模。新的公交体系中应该有以大客流运输为主要目的的骨干公交,包括轨道交通,BRT,12米大客车等,同时也需要更多的支线,也就是小区的公交车等短线公交,类似国外大城市所说的 last mail 问题,这样的需求催生出新的公交产品,例如在2013中国城市公共交通学会技术专业委员会年会上贵阳公交提出的需要设计符合贵阳使用的7米公交,这样的产品非常适合电动模式。目前大郡动力也正在与厦门金龙合作开发纯电动驱动性的面包车。

对于大郡动力的未来,徐总裁信心满满的说: 电气化的交通工具是重要的载体,因为将来的能源结构,无论是从节油效果、能源形势、能源的安全性等等都会以电的形式作为主要的消费模式。所以有一个巨大的公交体系中新能源汽车大量应用的愿景,我们作为电动汽车电机系统的供应商,这显然是一个非常令人兴奋的愿景,这也是当初为什么从美国福特离开回到中国发展。当然我们也会非常重视这个机会,我们也会集中精力做好几个产品,增程式的产品我们会尽快的推向市场。同时现有的产品也会不断的改善,为现有的客户提供支撑。我们准备在扩大我们的生产能力,现在我们通过了DSl99质量管理体系,在乘用车这块的业务我们也会很快上来,今年争取做到一个亿的营业额。我们在上海政府的支持下,今年8月在嘉定准备建生产基地,明年估计能达到10万套的这样一个产能来跟上新能源汽车的发展。当然,除了在做好自己的事情之外,我们也需要客户、行业、政府的大力支持。

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