本报记者 魏东雅 文/图
8月7日,记者在森源电动汽车产业园研发中心试验室看到,试验台上摆放着一套新能源汽车大功率高可靠双三相异步电机。这是河南森源重工有限公司(以下简称森源重工)与清华大学联合开展“新能源汽车大功率高可靠双三相异步电机电驱动系统关键技术研究及应用”项目研发的重大阶段性成果,标志着该产品即将量产。
“该项目是我公司2017年承担的河南省重大科技专项,实施周期3年,总投资1.6亿元。我们主要开展了双三相铜转子异步电机设计技术、电机定子分裂绕组设计及其控制装置设计技术、双三相电机控制器设计与集成技术、双三相异步电机高性能控制算法研究、一体化减速器匹配和测试与实验环境搭建等方面的研究,建成了2600㎡的研发试制车间、15000㎡的标准化现代厂房,购置了先进的研发设备,建设了生产线、试验室、检测中心等。目前,该项目已完美收官,我们研发的新能源汽车大功率高可靠双三相异步电机实现了速度与平稳并存。”森源重工副总经理朱永智在接受记者采访时说。
“牵手”清华大学
实现“优质产学研”
森源集团向来视创新为生命,高度重视产学研合作,先后与清华大学、华中科技大学、合肥工业大学等大专院校和科研院所建立了良好的技术合作关系,尤其是与清华大学有着多年的不解之缘。
森源集团常年开设清华大学森源集团高级培训班,在北京中关村清华科技园设立战略投资部、国际业务发展部、核电电力装备技术研究院、电动汽车技术研究院等。“我们在清华科技园建立了电动汽车研究院,主要目的是与清华大学进行新能源汽车相关关键技术的联合开发。此次我们承担的河南省重大科技专项也是与清华大学电机系柴建云教授及其团队成员进行深度合作所实施的一个科技创新项目。”朱永智说。
截至2020年6月,该项目产品通过了具有检测资质的第三方检测机构的定型检测,检测结果完全符合GB/T 18488.1-2015《电动汽车用驱动电机系统 第1部分:技术条件》及GB/T 18488.2-2015《电动汽车用驱动电机系统 第2部分:试验方法》的要求,各项技术指标达到设计目标,其中“高功率密度双三相铜转子异步电机”已经河南省专家团队评议完成科技成果鉴定,鉴定结论为国际先进水平。
该项目共申请专利19项,其中发明专利9项;已获得授权专利11项,其中发明专利2项;在中文核心期刊《微特电机》发表论文2篇;获得计算机软件著作权登记4项,并获得成果登记证书。
朱永智向记者介绍,该项目技术成果具有三大关键优势:一是依靠全速度段无速度传感器控制算法,提高系统总体可靠性。这种技术能够完全取代传统电驱动系统的速度传感器,从而使得电驱动系统的速度检测可靠性不再依赖于传感器,进而提升电驱动系统总体的可靠性。二是基于分裂绕组的电机设计技术,提高系统总体功率密度。基于分裂绕组方案的电机在低速时采用两段绕组串联的方式,使电机在不采用变速箱的前提下获得更宽的大转矩输出范围,进而可以提高电驱动系统总体的功率密度,同时降低对电机控制器的最大电流需求。三是通过电机缺相容错控制算法,提升系统可靠性,使其在一相、两相甚至三相因故障断开后,仍可以在一定功率范围内实现对磁链的可靠控制,进而允许电机缺相降功率运行,从而提升了电驱动系统的可靠性。
持续加大科研投入
夯实创新硬件基础
近年来,森源重工围绕新能源汽车发展,持续加大研发投入,夯实研发基础,先后斥巨资购置了近百套新能源汽车主要试验验证设备、10多种研发软件,筹建了整车性能试验室、整车环境试验室、整车振动试验室、材料试验室及试验跑道等,被认定为许昌市电动车辆动力控制系统重点试验室和电动专用车辆河南省工程实验室,新能源汽车产品专业技术研发硬件基础居河南省行业领先水平。
在该科技重大专项实施过程中,该公司新设立了动力总成分析系统试验室、电机性能试验室、三电联调试验室、BMS/VCU硬件在环试验室等,保证了项目产品在研发阶段严谨有条理,在试验阶段充分有依据,对加快产品的市场推广应用起到了关键性作用。
此外,森源重工在新能源汽车试验室已累计完成30多款纯电动系列产品开发验证和试验检测工作的同时,依托河南省电动专用车辆专业化众创空间对外提供实验、检测和验证服务,为行业的创新发展及产业链的协同发展提供了强有力的支持,为企业的产品创新和质量保障工作打下了坚实的基础。
大力实施智能制造
助力“智造之都”建设
森源重工始终把向智能制造转型作为企业发展的重要规划之一,投入大量资金购置先进生产设备、管理软件等,加快推进“互联网+”、物联网及大数据的应用,先后被评为工信部国家两化融合管理体系贯标企业、工信部智能制造试点示范企业、河南省智能工厂、河南省智能车间等。
为实现该重大科技专项产品的产业化,森源重工建设了一条电机控制器生产线。该生产线采用信息技术、管理技术和制造技术相结合的智能制造技术,通过计算机数据网络、工业现场总线、自动识别、传感、跟踪、扫描、在线检测、存储智能控制等技术手段,实现了电机控制器从来料、点胶、固化、装配、检测、入库至发货完整的数字化制造过程。
生产过程中,该公司通过搭建ERP系统和MES系统相集成的统一数据管理平台,通过工业通信网络实现互联和集成,从而实现了生产管理的产品信息可追溯化、数字化、节能化以及柔性智能化,达到了智能化车间的功能。
创新是引领企业可持续发展的不竭动力,创新已经成为森源重工的自觉行为。“多年来,森源重工始终坚持依靠机制创新引进高素质人才、依靠高素质人才开发高科技产品、依靠高科技产品抢占市场制高点的发展战略,不断加大科研创新力度,在产品创新、机制创新、管理创新、模式创新等方面均取得了突出成绩,为许昌‘智造之都’建设贡献了力量。”朱永智说。
