2020年10月21日-10月22日,由中國汽車工業協會和西安市人民政府聯合主辦的"2020中國汽車供應鏈大會"(原"中國汽車零部件行業年會暨高峯論壇")在陝西省西安市召開。本屆供應鏈大會主題爲"育新機、謀新篇、開新局——助力構建安全可控汽車產業鏈",探討"十四五"思路,把控產業形勢,解析全球汽車供應鏈發展動態,助力構建安全可控汽車產業鏈。其中,10月22日上午舉辦的"推動汽車產業補鏈與強鏈"主題論壇上,株洲中車時代電氣股份有限公司副總經理餘康發表了主題爲"爲汽車電動化提供中車‘芯’方案"的精彩演講。以下內容爲現場演講實錄:

株洲中車時代電氣股份有限公司副總經理餘康

餘康:非常感謝主持人。尊敬的士華祕書長,慶文院長,各位同仁,各位朋友,大家上午好,非常感謝協會能夠邀請我來參加這個會議。

這個會議的主題是補鏈、強鏈,築汽車安全的供應鏈,大家一講到中車就會想起高鐵,確確實實在高鐵這個領域,中車已經花了很長的時間,60年時間去在高鐵領域自主創新,當然也有引進消化吸收,但自主創新的時間還是很長的。我待的企業原來叫電力機車研究所,是一個科研單位後來改制成企業,企業改制完了以後我們時代電氣於06年在香港上市,那時候在企業化角度是比較靠前的。所以我們說我們待在央企,但是做的跟民企一樣壓力的活,所以我們做了很多工作,今天跟大家彙報一下。我的演講題目是"爲汽車電動化提供中車‘芯’方案"。

分三個部分,第一部分是這塊的技術源自高鐵,高鐵有很多東西是比我們現在汽車的電動化會早一點,因爲高鐵一直用電牽引,已經用了60多年的電,怎麼用好它,我們有一定的根基。中國中車一直是牽引電機技術、電力電子的核心技術,從電力機車包括我們現在叫復興號,我們提供的這種核心的動力。我們說要強化內部的資源,整合構建同心多元的格局,其實汽車也好、軌道交通也好都是交通領域,能夠提供中車的技術、中車的產品、中車的方案、中車的智慧。爲什麼講來源自於高鐵呢?因爲我們在1959年電力機車研究所成立以後,在2001年轉向電動化,電動化這一塊正好有一個契機,正好又承擔了國家863項目,進入了新能源汽車這個領域,當時就在器件和模塊,以及在整車上面的應用我們切分出來了,專門有一個團隊從事這個工作,因爲01年那個時候其實電動化有點偏早,所以產業化的程度不多,但是科研領域很多。

這是整個我們做電驅系統的發展歷程,從2010年的央企聯盟成立以後,我們做863項目,包括第一代的電驅電控,後來到了第二代,在2016年英國成立了研發中心,再到機電耦合,機械跟電子耦合的產品,再到我們後來2019年、2020年不斷在機電耦合方面進行開展研究和研發,包括我們現在也跟德國的一家企業進行合資合作,在無錫又建了工廠,所以整個過程當中我們願意投入精力和時間,包括技術。這樣的話我們就形成了一個比較完整的產業鏈,有自己的IGBT,同時我們在寧波也有一個汽車的電流傳感器的器件,再到模塊,電機、電控,再加集成的能力,形成比較完整的產業鏈。中車爲什麼做新能源汽車有一定的優勢呢?我們自我總結了一下,一個在仿真,因爲我們在機、電、熱、磁這方面仿真做的可以,還有一個EMC,因爲在高鐵領域EMC要求是非常高的,是25000伏的,後來我們逐步把這個環境熟悉以後我們做了Class3,後來又做了Class5,這是最高等級了。功能安全通過了C級的認證,軟件架構基於控制算法,因爲我們在控制技術領域有一定的沉澱,所以它有控制模型和算法,這一塊一直以來是水平比較高的,包括速度傳感器還有軟件解碼,我們還有IGBT溫度的估算和對這塊的評估,我們可以在電控領域在軟件上面體現。還有可靠性,我告訴大家火車最基本的工況就是30萬公里,壽命是25年,你只是說在軌道上面的,沒有那麼大,但是功力之快,可能今天早上在哈爾濱,晚上就到廣州了,一天之內可能溫差幾十度,我們汽車沒有那麼快,但是也有這個要求,我們也在這塊做了一些研究,確確實實高寒和高原,甚至說溼度的影響確實很大,對產品的影響非常大。還有工況的研究,我們這塊做了一些研究,對效率提升還是可以的。我們在IGBT形成一些結合,因爲傳統的IGBT沒有做溫度的傳感器,我們最近可以把這個傳感器放進去,會做一個智能化的驅動控制。

第二個關於無速度傳感器技術,因爲我們現在很擔心傳感器失效以後怎麼辦,傳感器如果失效了我們還可以實現坡行回家,這樣代表着我們的功能安全方面會好一些。還有就是剛剛講的Class5的工作。我們在實驗室的能力建設分兩個地方,一個湖南株洲,一個在無錫,我們現在已經做了23000轉的實驗室,因爲我們跟德國企業合資合作以後,他們提出對跑車的實驗能力,所以我們在這塊核心的設備要求比較高。還有一些產線,我們有電控電機包括測試的產品。這塊也是對電驅系統有一個產品的規劃,現在這一代是圓線的,水冷的,比如說效率的模塊、標準的模塊,未來這一塊可能是扁線的,同軸的,或者更深度的集成的,未來雙面水冷的碳化硅的IGBT,功能安全的要求,以及雙電機的控制,包括效率的提升,93%甚至更高。同時我們在整個產品上面打造有這麼一個概念,平行軸、同心軸、雙電機、雙電控,這一塊都做了規劃。

確確實實芯片是我們真正卡脖子的一個工程,在2014年我們已經建成了國內首條8英寸IGBT線以後,我們已經達成了這些目的,他們說你中車怎麼做了這個事情,嚴格來說我們一直在做。從64年開始就做晶閘管,其實也是國外對我們進行封鎖,那時候軌道交通電力化我們國內沒有,晶閘管是很重要的,所以64年就開始做,我們正好在2006年上市以後,正好08年金融危機,我們在英國收購了Dynex,是一個上市公司,收購了75%,在這個時候我們前期已經研究過這個IGBT了,正好有這麼一個時機進來了,所以我們在此基礎上進行延伸。09年把6英寸的封裝線建到了株洲,11年IGBT進入到軌道交通,14年8英寸生產線在中國建成了,15年進入高壓輸配電,這塊也很重要,16、17年我們已經進入汽車,我們講進入是已經批量應用IGBT了,同時我們18年已經開始建碳化硅,所以我們現在在株洲有5條產線,9月26號我們下線了一條國內首條車規級8英寸的IGBT產線,這條產線的產品輸出以後給汽車行業可能會提供更大的變化。現在佈局株洲,英國林肯。

這裏講的就是IGBT的技術,爲什麼說我們對Dynex是進步的,同時我們自己也是進步的,08年收購它以後技術進行了創新,這絕對是自主創新了,對前面高功率的第四代,我們會出現第七代的精細溝槽柵的IGBT也會出來,這塊的功耗更小,產品更小,電流會更大。主要的應用領域,我們現在有6大系列板塊用在高鐵、國家電網、汽車、船舶都能用。這裏面就是9月26號下線的產品,8英寸車規級的IGBT,10級淨化區,2萬片,0.13的工藝,包括智能化和制度化的工廠。車規級的IGBT,我們主要用在汽車的乘用車上面的是S系列,有S2、S3模塊,S系列怎麼樣在熱阻下降,怎樣功率循環能力提升10倍,怎樣減少振動耐受提升1倍。L系列,因爲整體體積會下降,散熱、水阻、熱量會下降,整體來說我們提供的是750伏的產品,從400安到1200安,爲什麼有這兩個產品呢?整車廠大家說,怎麼樣加快充電的速度,有一部分還是要提高電池的電壓,電池電壓對IGBT的影響比較大,我們1200V的產品在電動大巴上已經用過了,所以在乘用車下上升電壓等級時候,我們在這塊都能提供相關的技術和產品。剛剛講芯片技術,封裝技術能夠使更大的電流,更高的可靠性,以及更高的效率。怎麼在互連的技術,因爲在封裝裏面會影響到可靠性。第二個是在銅燒結,或者銀燒結,現在用的是銀燒結,但是銅燒結在很高端的產品上用的,所以這塊我們也做了研究。還有雙面散熱,最近我們在做這個的同時發現陸陸續續汽車整車廠開始用這些內容,但是這裏面做出來以後會有最大的核心點,就是對我們控制器的能力會要求更高。我們已經做了半導體5線,已經有碳化硅的產線,已經做小批量的量產產品,現在我們已經在電控領域也做了一些研究。我們下一代的IGBT,現有的第六代的未來第七代,以及在封裝的技術能夠做的事情,以及未來2026—2030年,因爲所有的這些產品未來可能發展都對我們汽車的核心零部件應該有一個質的飛躍,我這裏面呼籲,我希望政府、行業協會、還有整車廠能夠帶動中國系的供應鏈往前發展,這樣的話我相信中國的汽車產業板塊能夠做大做強,謝謝大家。

(注:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱)

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