中國的新能源汽車動力系統的發展，在某種程度上已經達到或者領先全球的水平。這其中離不開國家隊實驗室的研發功勞。
6月14日，在第十六屆中國汽車藍皮書論壇上，北理工電動車輛國家工程研究中心主任王志福在驅動路線專場上，做了《新能源汽車電機驅動系統技術》的主題演講。
王志福從新能源汽車發展、電機驅動系統需求、汽車大數據應用、行業發展啟示錄四個方面，對新能源電動車和電驅的發展做了普及性的講論，介紹了電驅系統測試方法的演進，也從驗證標準、盈利、科研與市場的平衡對電驅發展提出了三問，為后續的尖峰辯論環節作了鋪墊。
以下是王志福演講實錄。
各位業內的朋友，大家下午好。今天是一個火熱的日子，我們聚集在此，一起討論一個比較火熱的課題。
我是第一個演講的，希望我的演講能夠給大家帶來一些思考和啟發。我的題目是《新能源汽車電機驅動系統技術》，比較泛，主要包括四個方面：新能源汽車發展，電機驅動系統需求，汽車大數據應用，行業發展啟示錄。
今天上午的很多內容讓大家比較興奮，中國以電動汽車為代表的新能源汽車快速茁壯成長，給全球汽車市場帶來了一個很大的變革，我們可以一起看一看中國新能源汽車的發展歷程。
1.新能源汽車發展。
背景就不說了，時刻在變。我跟大家聊一下，當時提出新能源汽車發展的時候，其實有兩個主題：一個是關于能源的安全問題，還有一個是環境問題。環境問題套用時尚一點的表述，就是碳減排和碳排放的問題。
整體來講，除了滲透率和銷量，還有我們的充電設施、電池供應，這些都已經是全球第一，以新能源汽車為代表的中國制造的新名片也是在新聞中屢次提及，“新三樣”（新能源汽車、鋰電池、光伏產品）走出海外。
之所以會促成今天的局面，主要是錢老先生（錢學森）1992年給鄒家華（當時的國務院副總理）同志寫的一封信，要跨越一個臺階，直接進入一個新的汽車時代。自此之后，“十五”計劃開始，我們開始“三縱三橫”。（注：2001年開始的“十五”計劃將電動汽車列入了“863計劃”，“863計劃” 首次確定了“三縱三橫”的技術研發巧局。所謂“三縱”，是指純電動汽車、 混合動力汽車、燃料電池汽車；所謂“三橫”，是指電池及其管理系統、電機及其控制系統、多能源動力總成控制系統。）
目前為止，到了新能源汽車2.0、3.0時代，內涵有所改變，但架構一直在推進，也是得益于在座的所有業內同仁們堅持不懈地貫徹落實整個發展思路，才能促成目前的現狀。
值得一提的是，我們今天所在的城市距離2008年的奧運會已經很久遠了，今天上午還有朋友跟我聊起最近熱播的連續劇《玫瑰的故事》，那是發生在申奧成功的那一年。
2008年在中國第一次舉辦奧運會，也是目前唯一的夏季奧運會。就在這屆奧運會上，我們在全世界第一次大規模開展了純電動車輛的規模化應用。自此之后，以純電動車輛為代表的車輛運行、運營、研發、應用進入了我們的視野和計劃中。
后來，隨著“十城千輛”和一系列新能源相關政策的出臺以及相應的戰略產業，讓外界感到了很大的壓力。
在此過程中，一些企業尤其是原來對標的西方企業“都不玩了”，由此也帶來了質疑和猶豫的聲音。我們希望能夠坐在一起聊一聊純電動車發展怎么往下走。
稍微打個廣告。北京理工大學電動車輛國家工程研究中心是隨著中國新能源車輛的發展而發展的。從1992年開始進行純電動客車的研發，經過幾個階段的發展，包括2008年我們主持研發電動客車成功服務于北京奧運、2022年研發的全氣候電動客車、車云協同平臺服務北京冬奧會等一系列活動。
目前，我們已經創建了以中國特色電動車輛充放電和遠程實時監控為一體化的中國特色新能源車輛的應用體系，為中國商用車的規模化應用和技術國際領先做出自己作為國家實驗室應該做的工作。
實驗室在整車零部件的研究和研發方面具有很好的業務基礎，2021年開始，隨著新能源車輛技術的不斷發展，目前我們在六個方面不斷拓展：整車、驅動、能源、車聯網與大數據、智能網聯以及業內一直在說的基礎軟件、基礎工具鏈。
回到今天的主題，這是我們實驗室一直在做的方向，就是電機驅動系統，上中下游從基礎材料到部件和成品生產線都有產業的布局。目前國內國際的應用也是比較成熟的，分布范圍很廣。
其實搞電機驅動原來對標傳統車輛的發動機系統，分布的范圍更廣。2009年，我們實驗室開始驅動系統全國測試工作的時候已經接觸到很多企業。中國搞電機的企業和產品，都是全球最多的。接下來思考的也是這個問題，在這么多供應商的前提下，我們如何能夠把商業化的工作做好，把技術繼續往下推進？
2.驅動電機系統需求。
驅動電機系統大概就是圖中這些，以新能源汽車的驅動電機為下游，沿產業鏈向上挖掘，則定子、轉子、端蓋、軸承等零部件為中游，永磁體、硅鋼片、銅線、鋁合金等原材料為上游。
以新能源上游金屬原材料的供應商多為大型上市公司，中游生產定子轉子等零部件的供應商多為非上市公司，下游生產電機總成的企業主要可分為三大類（整車廠、電機廠和Tire1）。
新能源汽車驅動電機系統以永磁同步電機系統為主，應用占比超過了94%，其余的市場則主要被異步電機驅動系統占領。
根據我們平臺上的統計，從電機到電控的TOP10，目前集中度是越來越高的，尤其是這兩年這種趨勢更加明顯。
從技術發展的角度來講，對于電機本體，大家都在提扁線電機、油冷技術和一體化或者多合一，從控制角度來說，大家都很關心高效驅動、可靠性、集成控制。從控制角度，我們要關心的是它的智能、可靠、多用途應用。
為什么現在大家越來越關注可靠性？去年之前，大家對電動車輛可靠性的關注，更多的是在能源系統或者電池系統。但隨著整個車輛性能的提升，大家對可靠性、驅動系統的可靠性，包括驅動系統的故障預測會越來越關注。
前面講的是驅動系統的基本介紹和了解，我想把話題稍微引開一點。
電機驅動系統的發展才剛剛開始。我們再往前延伸一下，從能源的利用和迭代角度考慮這個問題，以前是人力和畜力（驅動），到了蒸汽（驅動）時代，成就了一個日不落帝國，從蒸汽時代到內燃機（驅動）時代，成就了一個美國。現在我們認為是從內燃機時代到電驅時代。
我曾經看過一個公司的宣傳短片，講到如果沒有電的話，相信大家要坐在這個房間里都很難，因為現在所有的一切都是以電來驅動的。我背后這頁slide(指翻頁筆)也一樣。
電驅已經從車輛行業拓展到了所有的載運裝備，而它的研發和驗證就會帶來一個更加急迫的問題：對于電驅系統的驗證問題。
開發人員都知道，其實這些系統模式都一樣，軟件的、硬件的、實車的，這些都是大家耳熟能詳的。包括我們的實驗室，絕大部分實驗室的面積都是被這樣的機械臺架占用，它要打造幾百千瓦、10萬轉、2.59萬牛米，為我國驅動系統的開發做出了很大貢獻，這也是常規的發動機系統開發驗證的常規手段。
我們現在越來越多地關注電驅系統的故障問題，比如短路、斷路、失磁、軸承損壞，這些都會導致車輛的致命性問題，不夸張地講，比鋰電池著火還要嚴重，雖然失效的概率非常低。
但我們如何才能在這樣的臺架上去實現測試失效呢？貌似不可能。曾經有一家企業在我們這里做試驗，轉到9000轉的時候軸折了。
這帶來一個思考：對于電機臺架測試來說，比較成熟、比較常規，帶來的問題就是不同種類的電機類型需要不同電機類型的測試臺架，部分能量以機械能、熱能耗散而無法回收，能耗損失大。由此我們就想，能不能利用現在強大的電力電子模擬能力將它替代掉，為什么非要讓它轉起來呢？
現在我們就做了這樣一種嘗試，一種新型的電驅動系統測試，用電力電子做一個耦合回路，側重于電機控制系統的測試，這樣可以搭建非常良好的、全性能的測試環境。
我們可以實現不同類型、不同參數、不同故障的電機模擬，從而實現原來在臺架上、在實車上不能實現的任務。
在高精度的電機模型構建上，不僅僅要模擬好的電機，還要模擬壞的電機。比如說模擬A項短路了兩匝，比如模擬局部失磁了70%，我們要把這種故障模擬出來，這是我們要建高精度電機模型要解決的問題。
當然方法很多，有基于有限元（模型）的，有基于磁共能的。
還有，原來我們做控制的時候，會天然地忽略磁飽和、磁損耗，我們現在就要去考慮損耗和飽和的問題。
再一個，我們要去引發它（電驅動系統）的故障的模擬問題，從而驗證更加良好的控制算法，同時隨著現在高性能驅動開發的要求，我也在關注多電平的應用以及它的損耗發展，包括基于數據驅動的非參數模型預測電流控制方法。這是我們做的一些前期工作。
3.汽車大數據的應用。
我國已經建立起全球最大的新能源車輛的監控運營平臺，目前平臺已經接入2100萬臺車的數據，每臺車30秒鐘上傳1幀數據。我們是全球第一個，也是目前唯一一個新能源車全國聯網的國家，為新能源的迭代和安全發展起到了很大的作用。
在這個過程中，我們基于新能源車輛的監控平臺，引申了電池溯源平臺、重型車輛排放平臺、特種設備包括電動載運工具的平臺，這樣我們可以把整個交通融為一張大網，為交通領域的發展提供最堅實的數據支撐。
比如說，針對汽車和新能源車輛價值的評估，大家買車的時候可能都會關注車開了三年之后還保不保值，包括二手車在流通的時候，我們也要考慮這個車還剩下多少價值，買臺20萬的純電動車開三年會成什么樣子，我們就可以去關注驅動電機，分析用戶用車習慣對核保評分的影響，同時進行風險評估和對碳排放匯率進行計算。
最后，提出三個問題供大家思考：
最近兩天整理標準的時候，我突然發現驅動系統的標準少得可憐，許多標準已經被廢止了，2024年5月28日開始正式實行新的標準，所以數量上又少了一個。發動機一共有71個標準。希望我們能夠一起推動，任重而道遠。
之前賈可博士講到驅動系統的發展，為什么都說驅動系統不賺錢？我覺得是我們細分得太細了，不太好形成規模化的產品，恨不得每千瓦都要劃分一個序列，還有各種不同的轉速、轉距以及控制形式。
剛才講到和標準有關的系統驗證和評估，現在沒有多少。市場成本與創新科研如何平衡？怎樣才能達到一個平衡點？這是我們想和大家一起討論的問題。
6月14日，在第十六屆中國汽車藍皮書論壇上，北理工電動車輛國家工程研究中心主任王志福在驅動路線專場上，做了《新能源汽車電機驅動系統技術》的主題演講。
王志福從新能源汽車發展、電機驅動系統需求、汽車大數據應用、行業發展啟示錄四個方面，對新能源電動車和電驅的發展做了普及性的講論，介紹了電驅系統測試方法的演進，也從驗證標準、盈利、科研與市場的平衡對電驅發展提出了三問，為后續的尖峰辯論環節作了鋪墊。
以下是王志福演講實錄。
各位業內的朋友，大家下午好。今天是一個火熱的日子，我們聚集在此，一起討論一個比較火熱的課題。
我是第一個演講的，希望我的演講能夠給大家帶來一些思考和啟發。我的題目是《新能源汽車電機驅動系統技術》，比較泛，主要包括四個方面：新能源汽車發展，電機驅動系統需求，汽車大數據應用，行業發展啟示錄。
今天上午的很多內容讓大家比較興奮，中國以電動汽車為代表的新能源汽車快速茁壯成長，給全球汽車市場帶來了一個很大的變革，我們可以一起看一看中國新能源汽車的發展歷程。
1.新能源汽車發展。
背景就不說了，時刻在變。我跟大家聊一下，當時提出新能源汽車發展的時候，其實有兩個主題：一個是關于能源的安全問題，還有一個是環境問題。環境問題套用時尚一點的表述，就是碳減排和碳排放的問題。
整體來講，除了滲透率和銷量，還有我們的充電設施、電池供應，這些都已經是全球第一，以新能源汽車為代表的中國制造的新名片也是在新聞中屢次提及，“新三樣”（新能源汽車、鋰電池、光伏產品）走出海外。
之所以會促成今天的局面，主要是錢老先生（錢學森）1992年給鄒家華（當時的國務院副總理）同志寫的一封信，要跨越一個臺階，直接進入一個新的汽車時代。自此之后，“十五”計劃開始，我們開始“三縱三橫”。（注：2001年開始的“十五”計劃將電動汽車列入了“863計劃”，“863計劃” 首次確定了“三縱三橫”的技術研發巧局。所謂“三縱”，是指純電動汽車、 混合動力汽車、燃料電池汽車；所謂“三橫”，是指電池及其管理系統、電機及其控制系統、多能源動力總成控制系統。）
目前為止，到了新能源汽車2.0、3.0時代，內涵有所改變，但架構一直在推進，也是得益于在座的所有業內同仁們堅持不懈地貫徹落實整個發展思路，才能促成目前的現狀。
值得一提的是，我們今天所在的城市距離2008年的奧運會已經很久遠了，今天上午還有朋友跟我聊起最近熱播的連續劇《玫瑰的故事》，那是發生在申奧成功的那一年。
2008年在中國第一次舉辦奧運會，也是目前唯一的夏季奧運會。就在這屆奧運會上，我們在全世界第一次大規模開展了純電動車輛的規模化應用。自此之后，以純電動車輛為代表的車輛運行、運營、研發、應用進入了我們的視野和計劃中。
后來，隨著“十城千輛”和一系列新能源相關政策的出臺以及相應的戰略產業，讓外界感到了很大的壓力。
在此過程中，一些企業尤其是原來對標的西方企業“都不玩了”，由此也帶來了質疑和猶豫的聲音。我們希望能夠坐在一起聊一聊純電動車發展怎么往下走。
稍微打個廣告。北京理工大學電動車輛國家工程研究中心是隨著中國新能源車輛的發展而發展的。從1992年開始進行純電動客車的研發，經過幾個階段的發展，包括2008年我們主持研發電動客車成功服務于北京奧運、2022年研發的全氣候電動客車、車云協同平臺服務北京冬奧會等一系列活動。
目前，我們已經創建了以中國特色電動車輛充放電和遠程實時監控為一體化的中國特色新能源車輛的應用體系，為中國商用車的規模化應用和技術國際領先做出自己作為國家實驗室應該做的工作。
實驗室在整車零部件的研究和研發方面具有很好的業務基礎，2021年開始，隨著新能源車輛技術的不斷發展，目前我們在六個方面不斷拓展：整車、驅動、能源、車聯網與大數據、智能網聯以及業內一直在說的基礎軟件、基礎工具鏈。
回到今天的主題，這是我們實驗室一直在做的方向，就是電機驅動系統，上中下游從基礎材料到部件和成品生產線都有產業的布局。目前國內國際的應用也是比較成熟的，分布范圍很廣。
其實搞電機驅動原來對標傳統車輛的發動機系統，分布的范圍更廣。2009年，我們實驗室開始驅動系統全國測試工作的時候已經接觸到很多企業。中國搞電機的企業和產品，都是全球最多的。接下來思考的也是這個問題，在這么多供應商的前提下，我們如何能夠把商業化的工作做好，把技術繼續往下推進？
2.驅動電機系統需求。
驅動電機系統大概就是圖中這些，以新能源汽車的驅動電機為下游，沿產業鏈向上挖掘，則定子、轉子、端蓋、軸承等零部件為中游，永磁體、硅鋼片、銅線、鋁合金等原材料為上游。
以新能源上游金屬原材料的供應商多為大型上市公司，中游生產定子轉子等零部件的供應商多為非上市公司，下游生產電機總成的企業主要可分為三大類（整車廠、電機廠和Tire1）。
新能源汽車驅動電機系統以永磁同步電機系統為主，應用占比超過了94%，其余的市場則主要被異步電機驅動系統占領。
根據我們平臺上的統計，從電機到電控的TOP10，目前集中度是越來越高的，尤其是這兩年這種趨勢更加明顯。
從技術發展的角度來講，對于電機本體，大家都在提扁線電機、油冷技術和一體化或者多合一，從控制角度來說，大家都很關心高效驅動、可靠性、集成控制。從控制角度，我們要關心的是它的智能、可靠、多用途應用。
為什么現在大家越來越關注可靠性？去年之前，大家對電動車輛可靠性的關注，更多的是在能源系統或者電池系統。但隨著整個車輛性能的提升，大家對可靠性、驅動系統的可靠性，包括驅動系統的故障預測會越來越關注。
前面講的是驅動系統的基本介紹和了解，我想把話題稍微引開一點。
電機驅動系統的發展才剛剛開始。我們再往前延伸一下，從能源的利用和迭代角度考慮這個問題，以前是人力和畜力（驅動），到了蒸汽（驅動）時代，成就了一個日不落帝國，從蒸汽時代到內燃機（驅動）時代，成就了一個美國。現在我們認為是從內燃機時代到電驅時代。
我曾經看過一個公司的宣傳短片，講到如果沒有電的話，相信大家要坐在這個房間里都很難，因為現在所有的一切都是以電來驅動的。我背后這頁slide(指翻頁筆)也一樣。
電驅已經從車輛行業拓展到了所有的載運裝備，而它的研發和驗證就會帶來一個更加急迫的問題：對于電驅系統的驗證問題。
開發人員都知道，其實這些系統模式都一樣，軟件的、硬件的、實車的，這些都是大家耳熟能詳的。包括我們的實驗室，絕大部分實驗室的面積都是被這樣的機械臺架占用，它要打造幾百千瓦、10萬轉、2.59萬牛米，為我國驅動系統的開發做出了很大貢獻，這也是常規的發動機系統開發驗證的常規手段。
我們現在越來越多地關注電驅系統的故障問題，比如短路、斷路、失磁、軸承損壞，這些都會導致車輛的致命性問題，不夸張地講，比鋰電池著火還要嚴重，雖然失效的概率非常低。
但我們如何才能在這樣的臺架上去實現測試失效呢？貌似不可能。曾經有一家企業在我們這里做試驗，轉到9000轉的時候軸折了。
這帶來一個思考：對于電機臺架測試來說，比較成熟、比較常規，帶來的問題就是不同種類的電機類型需要不同電機類型的測試臺架，部分能量以機械能、熱能耗散而無法回收，能耗損失大。由此我們就想，能不能利用現在強大的電力電子模擬能力將它替代掉，為什么非要讓它轉起來呢？
現在我們就做了這樣一種嘗試，一種新型的電驅動系統測試，用電力電子做一個耦合回路，側重于電機控制系統的測試，這樣可以搭建非常良好的、全性能的測試環境。
我們可以實現不同類型、不同參數、不同故障的電機模擬，從而實現原來在臺架上、在實車上不能實現的任務。
在高精度的電機模型構建上，不僅僅要模擬好的電機，還要模擬壞的電機。比如說模擬A項短路了兩匝，比如模擬局部失磁了70%，我們要把這種故障模擬出來，這是我們要建高精度電機模型要解決的問題。
當然方法很多，有基于有限元（模型）的，有基于磁共能的。
還有，原來我們做控制的時候，會天然地忽略磁飽和、磁損耗，我們現在就要去考慮損耗和飽和的問題。
再一個，我們要去引發它（電驅動系統）的故障的模擬問題，從而驗證更加良好的控制算法，同時隨著現在高性能驅動開發的要求，我也在關注多電平的應用以及它的損耗發展，包括基于數據驅動的非參數模型預測電流控制方法。這是我們做的一些前期工作。
3.汽車大數據的應用。
我國已經建立起全球最大的新能源車輛的監控運營平臺，目前平臺已經接入2100萬臺車的數據，每臺車30秒鐘上傳1幀數據。我們是全球第一個，也是目前唯一一個新能源車全國聯網的國家，為新能源的迭代和安全發展起到了很大的作用。
在這個過程中，我們基于新能源車輛的監控平臺，引申了電池溯源平臺、重型車輛排放平臺、特種設備包括電動載運工具的平臺，這樣我們可以把整個交通融為一張大網，為交通領域的發展提供最堅實的數據支撐。
比如說，針對汽車和新能源車輛價值的評估，大家買車的時候可能都會關注車開了三年之后還保不保值，包括二手車在流通的時候，我們也要考慮這個車還剩下多少價值，買臺20萬的純電動車開三年會成什么樣子，我們就可以去關注驅動電機，分析用戶用車習慣對核保評分的影響，同時進行風險評估和對碳排放匯率進行計算。
最后，提出三個問題供大家思考：
最近兩天整理標準的時候，我突然發現驅動系統的標準少得可憐，許多標準已經被廢止了，2024年5月28日開始正式實行新的標準，所以數量上又少了一個。發動機一共有71個標準。希望我們能夠一起推動，任重而道遠。
之前賈可博士講到驅動系統的發展，為什么都說驅動系統不賺錢？我覺得是我們細分得太細了，不太好形成規模化的產品，恨不得每千瓦都要劃分一個序列，還有各種不同的轉速、轉距以及控制形式。
剛才講到和標準有關的系統驗證和評估，現在沒有多少。市場成本與創新科研如何平衡？怎樣才能達到一個平衡點？這是我們想和大家一起討論的問題。
