江苏省科学技术奖公示材料
专业评审组： 新能源 成果类别： 应用类 一、项目名称 二、项目简介： 电动汽车新型动力系统关键技术及应用 随着全球性能源、资源短缺和环保要求的日益提高，研发电动汽车已成为人类解决能源、环境问题的一种战略选择。驱动电机系统和动力电池均为电动汽车动力系统关键技术之一，同时也是制约电动汽车产业化发展的瓶颈技术之一。研发高性能驱动电机系统，提高动力电池能量密度，既是学术界研究的热点，也是电动汽车产业界关注的焦点。为引领驱动电机无稀土化、三元锂离子电池向高镍低钴方向发展的趋势，课题组开展了以无稀土开关磁阻电机驱动系统和三元高镍锂离子动力电池为基础的电动汽车新型动力系统关键技术研究，取得了如下创新成果： 创新点1：发明了电动汽车开关磁阻驱动电机输出转矩平滑控制方法 (1) 发明了转矩脉动两电平、三电平抑制方法，设置第一组转矩和第二组转矩阈值，控制总转矩，抑制了开关磁阻电动机输出转矩脉动。 (2) 发明了开关磁阻电动机宽调速范围交叉控制方法，实现了低转速、中转速、高转速三个阶段和加速、减速、匀速运行时电流斩波控制与角度位置控制自动切换、无缝衔接，不受负载变化的影响，不会由开通角和关断角切换引起开关磁阻电动机转矩或转速的波动。 (3) 发明了开关磁阻电机制动转矩闭环控制方法，其开关频率低、开关损耗小，制动转矩响应快、制动转矩控制精度高、制动转矩脉动小，能量回馈效率高。 创新点2：提出了电动汽车开关磁阻电机驱动系统设计指标、参与制定和颁布了开关磁阻驱动电机适用的定子绕组绝缘国家标准 (1) 提出了电动车开关磁阻电机驱动系统六个设计指标，即：转速因数υ，转矩铜损比率η，过载转矩系数ζ，转矩平滑系数τ，伏安利用率f，转子转矩密度ρ，为提高电动车开关磁阻驱动电机功率密度和过载能力、拓展高效运行区和恒功率区，确立了优化设计定量目标参数。 (2) 参与制定和颁布了开关磁阻驱动电机适用的定子绕组绝缘国家标准2项。 创新点3：发明了电动汽车高能量密度动力锂离子电池制备新方法 该三元镍锂离子电池比能量大于230Wh/kg，容量保持率达到95%以上。 创新点4：发明了一种电动汽车动力电子多功能测试系统和电池测控平台，颁布了电动汽车整车驱动电机和电池组动力系统控制与监控软件 (1) 发明了一种电动汽车动力电子多功能测试系统和电池测控平台，保证了电动汽车动力系统能在真实的平台上进行性能试验。 (2) 颁布了电动汽车整车及驱动电机和电池组动力系统控制与监控软件，使电动汽车在满足驾驶员动力性要求的同时，又能保证车辆运行的经济性，提高了车辆的续驶里程，同时还能保护电池组、驱动电机关键动力系统部件。 共计获美国专利授权5件、澳大利亚专利授权6件、俄罗斯专利授权5件、中国发明专利授权9件，参与制定和颁布国家标准2项，获中国软件著作权7件。 已在国内知名电动汽车及其动力系统(包括驱动电机、动力电池和电控)制造企业和煤矿企业实施了应用，占据了国内较大市场份额，引领了新能源电动汽车动力系统驱动电机无稀土化和动力三元锂离子电池高镍低钴化产业发展方向，成为拉动电动汽 — 1 —
车经济新引擎，取得了显著的经济与社会效益。 — 2 —
三、推广应用情况 本项目技术已在国内知名的电动汽车及其动力系统(包括驱动电机、动力电池和电控)制造企业和煤矿企业实施了应用： (1) 由苏州汇川技术有限公司制造和销售的电动汽车新型动力系统已经在多个客户中实现运用，包括宇通客车、南京金龙、吉利汽车、东南汽车、比亚迪汽车、众泰汽车、猎豹汽车、江淮汽车、东风汽车、海马汽车、中通客车。2016年销售收入8.4亿元，位居全国第一。2017年销售收入超9.14亿元，市场占有率位居全国第一。 (2) 江苏智航新能源有限公司的电动汽车新型动力系统关键技及其系统，已经大批量应用于国内知名汽车公司的纯电动汽车和知名的PACK制造单位的电池系统，经过国家强制性检测结果表明，该技术提升了电动汽车动力系统比能量和可靠性，其中电芯的比能量230Wh/kg，电池系统的比能量142Wh/kg，寿命达到5年或20万公里，具备很强的市场竞争力，产生了巨大的经济效益。 (3) 浙江特种电机股份有限公司制造和销售电动汽车新型动力系统之汽车高效开关磁阻驱动电机系统132101套，自正式投入运营以来，性能稳定。 (4) 应用电动汽车新型动力系统关键技术，南京中港电力股份有限公司制造和销售了电动车开关磁阻电机驱动系统+三元镍离子电池的动力系统新产品，应用结果表明该装置集电动、制动、并网充电、功率因数校正功能一体，实现了电动车动力系统制动能量回馈和在线充电，系统控制灵活、可靠、性能价格比高。 (5) 用电动汽车新型动力系统关键技术，南京欧陆电气传动有限公司制造和销售了新能源电动车开关磁阻电机驱动系统+动力电池电控装置新产品，应用结果表明，该系统实现了电动汽车的电动、制动及充电三种工作状态，提高了驱动系统效率和转矩输出能力，并实现了制动能量回馈和在线充电系统，提高了整个系统的灵活性 (6) 南京金龙客车制造有限公司应用电动汽车新型动力系统关键技术及产品，使得整车能量利用率提高了20%，安全性指标提高了5%以上，最大爬坡可达25%以上，续航里程可达250km/h（不开空调），实现了加速、正常行驶、启动、减速制动这四个工况的正常控制和能量管理，并实现在线标定和故障在线诊断能力。同时，带动了新能源汽车上下游相关企业技术上进一步的突破。实现了企业新能源客车销量稳居全国前五，2014年销售收入15.9亿元，位居全国第二。2015年销售收入超50亿元，市场占有率位居全国第四。2016年销售收入近48亿元，位列全行业第四。销售城市主要涉及：深圳、广州、武汉、西安、南京等城市。 (7) 江苏建康汽车有限公司应用电动汽车新型动力系统关键技术，设计制造了纯电动城市客车NJC6850GBEV、NJC6105GBEV和纯电动厢式运输车NJC5030XXYBEV等。应用结果表明，通过该技术解决了动力系统匹配，增加了续航里程，可靠性高，容错性强。 (8) 采用电动汽车新型动力系统关键技术的矿用电机车，在新光集团淮北刘东煤矿有限公司实施了应用，应用结果表明，矿用电机车一次充电行驶里程长，减少了煤矿井下电机车动力系统维修量，实现了电机车再生制动控制，节约电能，提高了煤矿井下电机车运行可靠性、经济性，对延长煤矿井下电机车运行使用寿命、提高煤矿企业经济效益、减少不安全因素和降低事故率具有重要意义。 — 3 —
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