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2025年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”解读

2018-05-16 11:46 来源: CST三交产研-汽车

U.S.Drive和2025年路线图

美国能源部在2017年发布了电动汽车发展2025路线图规划。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,在全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年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”解读

2025年电机电控发展路线图

从2020到2025

2025年路线图是2020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要求如下:

2025年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”解读

2025年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”解读

从中发现在电机效率、功率密度、成本方面都有较大的提升,不仅如此在可靠性要求方面,也从2020年的15年/15万英里提高到了2025年15年/30万英里。

成本和功率密度要求进一步提高

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。根据路线图描述:在2025年,峰值功率为100kw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$/kw,电机需要达到3.3$/kw。

在功率密度方面,侧重对功率体积比的定义(他们认为体积涉及到汽车的有效空间利用和乘客体验,从商业层面上功率体积比, 比功率重量比更重要)。驱动系统峰值功率密度要在2025年达到33kw/L,远高于2020年4kw/L的指标,分解到电控需要到100kw/L,分解到电机需要到50kw/L,这两个指标分别是2020年要求的7.5倍和8.8倍。

2025年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”解读

这个差距到底有多大?

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都是什么样的水平呢?

pruis2010的驱动总成成本要34.9$/kw,电机的功率密度才2.6kw/L,连2020年的目标都没有达到。

2025年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”解读

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。

2025年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”解读

U.S.Drive统计了2017年领先企业的技术指标,其平均水平如下表,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。

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