年产30万台电动汽车驱动电机项目建设可行性研究报告.docx

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年产30万台电动汽车驱动电机项目建设可行性研究报告

年产30万台电动汽车驱动电机项目

一、项目概况

浙江方正电机股份有限公司"年产30万台电动汽车驱动电机"项目为新能源汽车配套产品，产品行业划分上属于新型新能源汽车行业。

节能减排已成为我国的基本国策之一，这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措，也是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。

近年来，随着我国汽车工业的迅速发展，我国汽车保有量的快速增加，汽车能源消耗增长呈现加速趋势，进一步加剧了我国石油供需的矛盾。

我国汽车工业的发展面临着来自能源安全、环境保护和气候变化等可持续发展要求的多重挑战。

寻找石油替代是一个刻不容缓的问题。

同时，汽车还是环境污染的主要因素，这就给我国能源安全和环境保护带来了巨大压力。

因此，在能源稀缺和环境保护的双重制约下，配合替代石油的清洁能源发展，推动电动汽车发展显得尤为迫切。

（1）本项目符合国家相关规划要求

《中国国民经济和社会发展"十一五"规划纲要》要求，"增强汽车工业自主创新能力，加快发展拥有自主知识产权的汽车发动机、汽车电子、关键总成及零部件"；

《中国汽车产业"十一五"发展规划纲要》要求，"依靠技术进步实现产业可持续发展，将节约资源、保护环境、提高车辆安全性作为汽车产品技术发展重点，将开发、推广新能源汽车作为缓解能源供应矛盾的重要战略措施"、"对于具有发

展前景的纯电动、合成燃料、燃料电池等新能源汽车，国家支持企业研究开发，并在有条件的地区开展示范运行，为产业化打下基础"；

国家《汽车产业调整和振兴规划（2009-2011年）》要求，"积极发展节能环

保的新能源汽车，改造现有生产能力，到2011年形成50万辆纯电动、充电式混合

动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的

5%"，"实施新能源汽车战略，推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化"。

（2）本项目符合浙江省相关规划要求

《浙江省国民经济和社会发展"十一五"规划纲要》强调，要组织实施重大科技专项，其中"汽车及关键零部件制造技术"是30个重大科技专项之一；

《浙江省汽车及零部件产业"十一五"发展规划》要求，"做大做强汽车零部件，支持发展专用车、特种车及电动汽车产业化，成为我省先进制造业基地的主导产业"、"鼓励和支持重点区域、重点企业实施重点技术改造，如电动汽车及关键技术产品的产业化，关键汽车零部件改造等"；

《浙江省汽车产业转型升级规划（2009-2012年）》指出，要"抓住国家推动新能源汽车发展新机遇，加快推进新能源汽车及关键零部件的研发与生产"、"积

极发展一批能为新能源汽车配套的动力电池、电机、控制系统、转向系统、空调系统等关键零部件，构筑国内领先地位"。

（3）本项目符合丽水市相关规划要求

《丽水市国民经济和社会发展"十一五"规划》强调，要"做大做强五金机电、汽摩配件等具有一定规模和优势的产业"、"积极贯彻先进制造业导向目录，

着力培育机电一体化、环保节能等新兴产业群，形成工业发展的后续产业和战略产业"。

综上所述，本项目符合国家及地方相关规划发展要求。

（4）符合国家发改委《产业结构调整指导目录（2007年本）》国家发改委《产业结构调整指导目录（2007年本）》（征求意见稿），第十三项"汽车"第2条将"汽车、摩托车总成及零部件关键技术开发制造：

驱动电机"

列为鼓励发展类。

（5）符合《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》要求本项目属于《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中七大战略性新兴产业之一的新能源汽车产业，符合"着力突破动力电池、驱动电机和电

子控制领域关键核心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化"的方向。

（6）符合国家发改委《汽车产业发展政策》要求本项目符合国家发改委《汽车产业发展政策（2009年修订）》中"结合国家

能源结构调整战略和排放标准的要求，积极开展电动汽车、车用动力电池等新型动力的研究和产业化"的产业导向。

（7）属于《国家重点支持的高新技术领域》本项目产品术语《国家重点支持的高新技术领域》第八块"高新技术传统产业"第六部分"汽车行业相关技术"中的"新型电动驱动系统技术"。

（8）属于国家《汽车技术进步和技术改造项目及产品目录》本项目产品属于《汽车技术进步和技术改造项目及产品目录》第一条"电动

汽车及部件"第5款"电机及驱动系统"重点支持和发展导向产品。

（9）符合《浙江省人民政府关于加快工业转型升级的实施意见》本项目符合《浙江省人民政府关于加快工业转型升级的实施意见》中提出的"重点发展节能环保型轿车和客车，加快发展发动机、自动变速箱、汽车电子等关键零部件，实施汽车零部件技术提升工程"。

"电动汽车用驱动电机关键技术研发及产业化"项目符合国家和地方政策规

划要求，符合国家和地方产业导向。

浙江方正电机股份有限公司是我国缝制电机行业的龙头企业，特别是微特电机行业。

公司自2005年进入汽车配件行业以来，公司产品技术研发能力和管理能力均得到了极大的提高，公司已经进入了汽车配件行业。

近年来，我国汽车行业发展迅速，技术和环保要求日益提高，特别是国家对电动型新能源环保汽车的重视程度日益加强。

作为电机生产的龙头企业，公司急需通过技术创新扩大产业，来保持公司在市场竞争优势地位。

本项目生产技术具有自主知识产权，产品质量和工艺技术均达到国内领先水平，填补国内电动汽车用驱动电机领域的空白。

项目的实施不仅可以增加公司的销售收入，进一步提升公司的综合竞争力；亦可进一步加强企业的自主创新能力，使得企业在电动汽车用驱动电机领域取得技术和市场领先地位。

二、相关领域国内外研究现状及发展趋势

1、国外电动汽车发展现状和发展趋势当前全球石油资源供给日趋紧张,温室效应等气候问题也越来越受到世界各国的重视,发展低碳经济?

走可持续发展之路已成为全球的共识?

电动汽车以其高

效节能、低排放或零排放优势，以及优越的使用性能和相对低廉的销售价格，得到了市场的广泛认可和普遍欢迎，日益成为全球汽车工业关注的焦点，展现出良好的发展前景。

美国、日本、法国、德国等发达国家对电动汽车发展高度重视，各国从汽车技术变革和产业升级的战略出发，纷纷颁布制定了优惠的政策措施，加大电动汽车的投资力度，积极促进本国电动汽车产业发展。

美国总统奥巴马明确表示,到2015年美国要有100万辆充电式混合动力车；日本早在2009年6月就启动"新一代汽车"计划,力争在2050年使环保型汽车占据汽车市场总量的一半左右；法国政府于2010年1月份宣布将实施"发展电动汽车全国计划"，预计到2020年将推广200万辆电动汽车；德国政府在2009年初通过的500亿欧元的经济刺激计划中,很大一部分用于电动汽车研发和汽车充电站网络的建设。

世界上许多著名的汽车制造厂商都在大力开发新能源汽车,寻求替代燃料或者减少燃料的消耗量，以美国蓝鸟客车公司、英国的FRZAERNASH公司、日本丰田、日本本田

为代表的电动客车和轿车已经上市。

由此可见，未来几年全球电动汽车产业将达到一定规模，并将开启下一轮全球车市争霸战。

从全球范围看，刷直流电机、一般同步电机、感应电机与有刷磁铁电机商品化历史最长，产品更新换代不断，迄今还在应用。

上世纪80年代开始进入商品化的表面永磁同步电机与1990年代以来研制开发的开关磁阻电机、内置式永磁同步电机以及最新的同步磁阻电机相继进入市场，并在电动汽车与混合动力汽车上获得应用。

根据电动汽车、混合动力车车型的开发应用年代，近几年来在批量生产的日本电动汽车车型上以采用永磁同步电机为主流。

近年来美、欧开发的电动汽车多采用交流感应电机。

其主要优点是价格较低，性能可靠；缺点是起动转矩小。

日本近年来问世的电动汽车与新型混合动力车大多采用永磁电机。

2、国内电机汽车发展现状和发展趋势

我国电动汽车发展始于上世纪九十年代，中科院电工所、上海811所、清华大学、上海同济大学、北京理工大学等单位，在"863"计划和"十五"国家科技专

项等国家项目的支持下，在电动汽车研发制造领域取得了阶段性的研究成果。

近年来，随着全球汽车工业重心开始向我国市场转移，电动汽车的产业化进程明显加快。

据不完全统计，我国包括比亚迪、上汽、一汽、东风、北汽、奇瑞、吉利、力帆等在内的整车企业超过150家，包括一汽、上汽、宇通等在内的从事混合动力客车研制和生产的厂家超过30家。

特别是随着我国电动汽车的制造体系逐步建立，自主创新能力得到较大提升，国内许多企业已开始涉足与电动汽车相关的电池、发动机等关键零部件的研制和生产，技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。

从全球和我国主要汽车生产厂家的发展计划看，电动汽车的产业化时代正在到来。

按照国务院指示，国家发展改革委组织制定了《汽车工业调整和振兴规划》，财政部、科技部等部门也制定了《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》，加大了对电动汽车的政策支持力度。

在此激励政策的鼓舞下，国内汽车企业纷纷增加对电动汽车及相关零部件的研发投入，我国电动汽车产业正在进入高速发展的新阶段。

根据《汽车工业调整和振兴规划》要求，到2011年底我国电动汽车产销形成规模，将形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量将占到乘用车销售总量的5%左右；

根据《新能源汽车产业发展规划》草案，到2020年，我国新能源汽车产业化和市场规模要达到全球第一，新能源汽车（插电式混合动力汽车、纯电动汽车、氢燃料电池汽车等）保有量达到500万辆。

经过"九五"、"十五"、"十一五"国家对电动汽车驱动电机系统的集中研发和应用，我国已自主开发了满足各类电动汽车需求的驱动电机系统产品，获得了一

大批电机系统的相关知识产权，形成具有核心竞争能力的车用驱动电机系统批量生产能力。

目前，我国自主开发的永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机已经实现了实现与国内整车产业化技术配套，电机重量比功率显著提高，电机系统最高效率达到93%以上，系列化产品的功率范围覆盖了200kW以下电动汽车

用电机动力需求，各类电机系统的核心指标均达到相同功率等级的国际先进水平。

目前，我国电动客车以交流异步电机系统为主，混合动力客车用大功率电机可靠性与噪声水平有明显改进，已初步具备产业化条件；在电机设计方面，采用现代车用电机系统设计理念，初步解决多目标高性能车用电机的极限设计与多领域精确分析以及结合应用控制策略系统集成仿真的技术难题；在新型电机技术方面，国内部分企业、研究单位和高校对一些新原理的电机系统，进行了积极研究探索，有些已经开发出样机系统，部分进行了台架试验和装车；在检测试验方面，国内电机测试基地建立了电机及控制器专用性能检测试验台架，具备了较齐备的性能检测和初步环境试验检测条件；在电机及其控制系统的关键材料与关键零部件方面，如转速位置传感器的研制、高性能低成本绝缘材料开发、车用电机专用电工钢开发、电机磁性材料的稳定性研究方面，获得了初步成果。

随着我国电动汽车的快速发展，驱动电机作为电动汽车的核心部件，必将迎来巨大的市场机遇。

3、电动汽车驱动电机发展趋势

驱动电机是电动汽车的核心部件，对整车的安全和可靠性起到关键作用。

经过近些年的发展，电动汽车用驱动电机具有以下明显的发展趋势：

电机的功率密度不断提高，永磁电机应用范围不断扩大。

电机作为混合动力系统中一个重要的动力输出源，其自身的性能直接影响到了电动汽车的整体性能。

一方面，汽车所需求的电机输出和回收功率不断提高，以满足不同工况不同车型的需求；另一方面，这种新型机电一体的传动系统尺寸收到车内空间的限制。

这就需要电动汽车驱动电机向高性能和小尺寸发展。

不断提高电机本身的功率密度，用相对小巧的电机发挥出大的功率成为各汽车及电机厂商的发展方向。

电驱动系统的集成化和一体化趋势更加明显。

车用电机及其控制系统的集成化主要体现在电机与发动机、电机与变速箱、电机与底盘系统的集成度不断提高。

对于混合发动机与ISG集成，其发展从结构集成到控制集成和系统集成，电机与变速箱的一体化愈加明显，汽车动力的电气化成分越来越高，不同耦合深度的机电耦合动力总成系统使得电机与变速箱两者之间的联系变得越来越紧密。

在高性能电动汽车领域，全新设计开发的底盘系统、制动系统、轮系将电机和动力传动装置进行一体化集成，融合程度越来越深。

车用电驱动控制系统的集成化和数字化程度不断加大。

车用电控制系统集成化程度也不断加大，将电机控制器、低压DC-DC变换器，以及发动机控制器、变速箱控制器、整车控制器等进行不同方式的集成正在成为发展趋势。

同时，高速高性能微处理器使得电驱动控制系统进入一个全数字化时代。

在高性能高速的数字控制芯片的基础上，高性能的控制算法、复杂的控制理论得以实现。

同时，面向用户的可视化编程，通过代码转化和下载直接进入微处理，不断地提高编程效率和可调试性。

国内将出现独立的新型汽车电气驱动系统提供商。

目前国外已有包括solectria，enova在内的电气公司，汽车用电气自动化的新型产业正在逐步形成。

目前我国在电机（包括永磁材料）生产，人力成本等方面存在较大的优势，如果能够跟上当前的产业发展机遇，可以使我国在世界市场上占有一席之地。

三、主要研究开发内容与关键技术

（一）主要研究开发内容电动汽车运行工况非常复杂，因此，对驱动电机的要求很高，目前国内虽有生产，但是性能上无法与节能环保要求所吻合，且与国际先进水平仍有很大差距。

本项目开发的电动汽车驱动电机为浙江方正电机股份有限公司自主创新研发的使用于纯电动汽车（包括轿车及客车）的具有完全知识产权的新型能源产业产品，类型为永磁无刷电动机（PMBLM。

它是由正弦波驱动的无刷直流电动机系统（PMSM）具有较高的功率密度，其控制方式与感应电动机基本相同，可作为电动汽车/混合动力汽车的驱动电机或者混合式电动汽车的起动机。

经过一年多的努力，目前已完成产品手工样机，样机经北京理工大学电动车辆工程技术中心检测，性能符合国家相关要求（检测报告见附件），并达到了国际同行先进水平。

项目实施将充分利用公司现有的技术力量，以及上述研究成果，实现规模化

产业化创新开发。

（二）产品及工艺技术创新性

项目产品填补了国内电动汽车（包括轿车及客车）用永磁无刷电动机

（PMBLM空白，达到了国际同行先进水平（详见检测报告）。

并在产品及工艺技术方面较普通电机具有创新性。

（1）产品创新性

1高功率密度。

电机由高能永磁材料励磁，对于给定的输出功率，它的质量和体积能够大大减小，使得功率密度提高。

2工作效率高。

由于转子无绕组，无铜损，其工作效率高，其效率高于感应电动机。

3散热性好。

电机发热主要集中在定子上，易于采取水冷的方式散热。

4可靠性高。

永磁励磁不受制造缺陷、过热或机械损坏的限制，因而可靠

性较高。

5动态性好。

转子电磁时间常数小，动态性能好。

（2）生产工艺创新性

1在材料方面的创新性

采用N33EH牌号的磁钢，在耐温性能（工作温度可达180°C）、矫顽力等

方面都比一般电机用磁钢高，在技术要求中还添加了低失重的标准，从而保证磁钢的使用寿命。

使得工作时稳定性与功率密度大大提高；采用了抗电晕漆包线作为电机定子漆包线，可增加电机的寿命，且在绝缘等级的选择上采用H级以上

的等级，大大提高了电机的可靠性与寿命；按照汽车电机的标准，在其他材料上的选择上，在耐温性能等方面都有较高的要求，诸如电机内部的轴承，槽楔，槽绝缘等都达到H级绝缘或以上等级。

所以在整个的产品的材料选择方面有一些与普通电机不同的方向。

2在结构方面的创新性电机的冷却方式采用水冷的方式，整个冷却系统为薄壁的铝件组成，但冷

却水套内圈上的用于分隔整个水道的筋还起到了加强整个电机外壳的作用。

这种薄壁的水冷却结构在轻重量的基础上有效的解决了散热问题；定子绕线采用星型绕组方式，在绕线过程中采用几十根漆包线组成的漆包线组进行绕线，且将每相绕线组均分为2部分或者几个部分进行并排绕线，最终将这些均分的绕线组连接在一起（铜套铆接）成为一相绕组，每相绕线组采用顺时针一匝，逆时针一匝交替绕线的方式绕线数匝。

这样的结构使得大功率无刷直流电机的大电流均分为几个部分，解决了电机电流大的问题，增强了电机的性能、可靠性与使用寿命。

3工艺方面的创新性在电机组件以及整个电机的装配过程中，采用数量较多的机械手与机器人，在整个装配中一致性，可靠性，安全性，以及装配的精确度、效率都大大高于普通电机的安装；在电机定子的装配过程中，定子绕线采用日特最新开发的绕线机，完成该电机多股线并排绕线的绕线方式，大大减少了绕线过程中的失效，以及提高了电机绕线的效率以及一致性；在电机定子外部浸绝缘漆的过程中，采用国内领先的真空压力浸漆设备，区别与普通电机的浸漆或者滴漆技术，大大提高电机的绝缘防护。

四、项目预期目标（主要技术经济指标、应用和产业化前景以及获取自主知识产权的情况）

（一）技术经济指标

1、研发两个不同输出功率的新产品；拟申请专利6项，其中发明专利1项；

制定企业标准5项。

2、产品质量指标：

（三）项目产品性能及出厂标准

本项目产品参照国家《GBT_18488.1-2006》《GBT_18488.2-2006》标准执行，并须符合万向电动汽车股份有限公司拟开发的纯电动汽车（包括轿车及客车）的参数要求，主要技术参数如下：

1峰值扭矩：

240N-m额定转矩：

150N•m

2电机额定功率：

45kw,峰值功率：

75kw

3发电机额定功率：

41kw，峰值功率：

75kw

4电压范围：

240-420VDC

5最高转速：

8000r/min

6额定转速：

3000r/min

7最高效率：

94%

8功率密度：

1.83kw/kg

9防护等级：

IP55

3、本项目的研发就是以产业化为目的的，本项目完成后，按正常年份30

万台计算；本项目的销售价根据市场和企业实际销售情况确定，达产后年营业收入估算为150000万元。

年营业税金及附加按国家规定计取，产品缴纳增值税，税率为17%，城市维护建设税和教育费附加分别按增值税的7%和5%提取。

达产年的营业税金及

附加估算为1343.4万元，年增值税为11195.0万元。

（二）应用和产业化前景

（1）国际汽车市场前景分析在经济一体化的背景下，全球分工使汽车成为典型的国际化产品，汽车行业更明显表现出区域性分布和周期性共振的特点。

从地域分布看，世界汽车生产主要集中在欧洲、美洲和亚太地区。

四个老牌的汽车强国美国、日本、德国、法国的产量占全球汽车产量比重最大，2006年这四个老牌汽车强国的产量占世界汽车总产量的近一半。

但近几年受金融危机影响，这四个汽车强国的产量比重逐步下降，虽然欧美各国依靠政策因素一定程度上遏制了汽车市场急剧下滑的势头，但从美国2009年汽车销量来看，政府的"以旧换新"补贴政策并未能带动美国汽车市场的稳定复苏；欧洲16国实施的旧车换现金计划虽然成效显著，但销售结构中小型车所占比例过大，利润率的降低使整个汽车市场仍然显示出疲软态势。

而俄罗斯、巴西、印度和中国等"金砖四国"汽车市场呈现持续高速增长态势，2009年金砖四国产量占全球总产量比值达到32.27%直逼老牌四国的33.47%。

2008-2009年世界主要汽车市场销量及增幅对比见表2-1。

表2-12008-2009年世界主要汽车市场销量及增幅对比

2006年

2007年

2008年

2009年

全球产量

6950.7万辆

7307.2万辆

7052.7万辆

6300万辆

金砖四国

19%

22%

24%

32.27%

老牌四国

50%

43%

39%

33.40%

因此，从世界主要几大汽车市场看，未来全球汽车产业中心有可能发生第四

次变革，中国将成为美国、欧盟之外的第三极，且增幅远超其他市场，金砖四国将成为全球汽车工业的主要支撑。

另一方面，欧美等国家汽车工业的下滑，尤其是美国汽车三巨头的衰落，通用汽车从巅峰经历衰败的历程，也让全球汽车产业把新汽车技术的研发提上日程，节能、环保的汽车产品、技术蔚然成风，全球的整车生产厂家和零部件厂家广泛展开了节能技术和产品的探索，长远来看，全球汽车产业将从传统动力驱动转为新能源驱动。

（2）国内汽车市场分析前景分析

"十一五"期间我国汽车产销量增长迅速，汽车市场明显呈现加快增长的势头，其中除2008年受金融危机因素的影响汽车销量同比增速仅有6.7%以外，其他

年份汽车销量增长速度均在20%以上，其中2009年更是达到46.15%。

2010年1-8月份的汽车销量增长速度仍然达到39%。

平均来看，2006-2009年我国汽车销量平均增速为25%，整个"十一五"期间我国汽车销售的平均增速有望达到27%左右，反映出我国汽车市场进入了快速增长的轨道，汽车产销均呈爆发式增长。

从规模上看，我国汽车销量在2009年突破1300万辆，达到1364万辆，全球排名从2003年的第四位提高到第一位，成为世界最大的汽车消费市场，2010年前8个月汽车

销售量已经突破1100万辆，全年有望达到1700万辆。

有关专家预测，未来我国汽车市场依然将保持高速增长。

我国现在每千人拥有汽车38辆，如果在人均GDP突破5000美元时达到世界平均水平（120辆），需要汽车市场在今后6年内的平均年销售量达到2000万辆左右。

另外根据现有的交通状况、燃料供给和人口分布估算，我国的汽车可容纳量在1.5亿辆左右，为汽车市场的持续高速增长提供了有力保障。

可以预见在未来相当长一段时间内，我国汽车市场还将增长，国际市场份额将进一步扩大。

另外，在节能减排的压力下，新能源汽车将加快发展，推进我国汽车工业的技术升级。

节能减排已成为我国的基本国策之一，这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措，也是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。

近年来，随着我国汽车工业的迅速发展，我国汽车保有量的快速增加，汽车能源消耗增长呈现加速趋势，进一步加剧了我国石油供需的矛盾。

我国汽车工业的发展面临着来自能源安全、环境保护和气候变化等可持续发展要求的多重挑战。

据国务院发展研究中心预测，2010年中国汽车将消耗石油1.38亿吨，2020年将达2.56亿吨，约占石油总消耗量43%和67%。

寻找石油替代是一个刻不容缓的问题。

同时，汽车还是环境污染的主要因素，这就给我国能源安全和环境保护带来了巨大压力。

因此，在能源稀缺和环境保护的双重制约下，配合替代石油的清洁能源发展，推动电动汽车发展显得尤为迫切。

专家表示，未来电动汽车和混合动力汽车的发展是缓解我国石油资源短缺现状的有效途径，也成为汽车工业可持续发展的必由之路，也是增强我国汽车工业核心竞争力的重大战略举措。

《中国汽车产业"十一