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泛亚电竞最新地址|女王信息|泛亚技术中心：电驱集成及关键技术

发布时间：2024-01-28 03:27:09 丨 浏览次数：912

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　　2023 年 12 月 15 日ღღ★✿，在第四届汽车电驱动及关键技术大会上女王信息ღღ★✿，泛亚技术中心驱动单元本体架构高级技术经理李凌翔认为ღღ★✿，在当前趋势下ღღ★✿，用户需求决定产品的技术演进方向ღღ★✿，客户关注性价比ღღ★✿、动力性ღღ★✿、空间等因素ღღ★✿。就空间而言ღღ★✿，电车空间一般比油车大ღღ★✿，这与电驱布置ღღ★✿、构型等有所关联ღღ★✿。

　　李凌翔介绍了上汽通用奥特能制电平台的电驱ღღ★✿，通用汽车在新能源电驱动上做了许多具有开创性的开发工作ღღ★✿，如结构的集成方式ღღ★✿、连接等ღღ★✿。该电驱有高可靠性ღღ★✿、高集成性和高效率的特点泛亚电竞最新地址ღღ★✿，设计充分考虑整车布置的空间要求ღღ★✿，做到尽量把整车空间留给用户ღღ★✿。

　　2023 年 1-11 月ღღ★✿，乘用车累计销量 1934.5 万辆女王信息ღღ★✿，同比增长 5.3%ღღ★✿，乘用车市场持续扩大ღღ★✿。其中新能源车型销量 680.8 万辆ღღ★✿，同比增上 35.2%ღღ★✿，新能源车销量占乘用车销量的 35%ღღ★✿。在产品开发过程中ღღ★✿，用户需求决定了产品技术的演进方向ღღ★✿。客户会较多考虑性价比动力性ღღ★✿、空间等因素ღღ★✿。

　　动力性是电驱最基础的性能ღღ★✿，电车动力性十分强劲ღღ★✿，在 800V 车中表现明显ღღ★✿。这是客户能感受到的纯电车区别于燃油车最显著的特征泛亚电竞最新地址ღღ★✿，起步十分迅速ღღ★✿。NVH 和燃油车相比少了发动机噪音ღღ★✿，因此纯电车的噪音会低很多ღღ★✿。同样大小的车相比ღღ★✿，电车空间一般比油车大ღღ★✿，电驱布置和构型在其中发挥了较大作用ღღ★✿。电车续航已经可以达到 700 — 1000kmღღ★✿。由于电驱效率能够提升续航ღღ★✿，因此行业在这一方面投入了大量精力ღღ★✿。

　　四驱辅助技术也与效率相关ღღ★✿，主要目的是要降低四驱辅驱在滑行中的损耗ღღ★✿。异步电驱方案成本较低ღღ★✿，但功率和扭矩密度会有所下降ღღ★✿。永磁同步电机 + 断开机构可以保留同步电机高功率ღღ★✿、高扭矩密度的特点ღღ★✿，且滑行损耗会大幅降低ღღ★✿，但和异步电机比成本会有所增加泛亚电竞最新地址ღღ★✿。

　　快充是客户的痛点之一ღღ★✿，也是解决补能需求的一个方向ღღ★✿。电驱在其中要做的就是和电池电压平台一起提升电压ღღ★✿，即做好 800V 平台方案ღღ★✿。此外ღღ★✿，还要解决 400V 桩升压充电问题ღღ★✿，随着高压桩的普及ღღ★✿，这一需求有可能会有所下降ღღ★✿。

　　成本控制是车企的一大竞争力ღღ★✿。一方面ღღ★✿，要实现平等化ღღ★✿、集成化ღღ★✿，通过顶层设计ღღ★✿，用有限的系列化电驱覆盖不同级别整车需求ღღ★✿。另一方面ღღ★✿，可以降低投资ღღ★✿，实现降本女王信息ღღ★✿。此外ღღ★✿，标准化子系统和子系统之间的接口ღღ★✿，如油泵ღღ★✿、热交换器ღღ★✿、驻车等可以做到模块化ღღ★✿，以降低成本ღღ★✿。还可以通过高速化实现低成本需求ღღ★✿。主要逻辑是在保持相同最高车速和输出扭矩的前提下ღღ★✿，提高电机转速ღღ★✿，增加齿轮速比ღღ★✿，以减小电机扭矩和体积ღღ★✿，实现降本ღღ★✿。

　　随着电机转速的提升ღღ★✿，电机设计需要进行更改ღღ★✿。转子结构要进行优化设计ღღ★✿，如果转速过高ღღ★✿，成本将有所上升ღღ★✿。同样的车速速比越大时ღღ★✿，电机和齿轮转速越高ღღ★✿，啸叫风险会难以控制ღღ★✿，因此转速再上升时对于降本几乎没有效果了ღღ★✿。但对于车企而言ღღ★✿，如果转速越高ღღ★✿，技术难度越大ღღ★✿，对客户而言是一大宣传点ღღ★✿。

　　系统优化层面ღღ★✿，在不超过系统上限的前提下ღღ★✿，提高系统电压可以提升电驱功率ღღ★✿。轻量化则是通过结构拓扑的方式降低重量ღღ★✿，还可以和整车其他部件做优化减重ღღ★✿，如和副车架ღღ★✿、悬置做一些设计ღღ★✿，通过结构布局减重ღღ★✿。

　　电驱整车布置及构型上ღღ★✿，我们需要尽可能把车内空间给到用户ღღ★✿。由于后驱要做到不侵占后备箱空间ღღ★✿，因此高度要尽量减小ღღ★✿，电驱做成扁平型ღღ★✿。前驱则主要考虑碰撞影响ღღ★✿，逆变器 布置在前面和后面都不利于碰撞ღღ★✿，因此一般布置在上方ღღ★✿。由于前驱要考虑和转向机配合的问题ღღ★✿，一般转向机后置配合麦弗逊悬架ღღ★✿，转向机前置配合双叉臂的悬架ღღ★✿，瘦高型电驱可以较容易匹配转向机的前置和后置ღღ★✿。考虑到成本ღღ★✿、共用性问题ღღ★✿，扁平型电驱也可以用在前驱ღღ★✿，但为了增加碰撞空间ღღ★✿，可以让电驱转一个角度使用ღღ★✿。

　　下图五个构型是常见的构型方案ღღ★✿。目前市面上大部分电驱布置都是采用构型一ღღ★✿，其特点是 Z 向尺寸较小ღღ★✿，X 向尺寸较大ღღ★✿，可以用在前驱后驱中ღღ★✿。构型二是平行轴异轴 T 轴布置ღღ★✿，逆变器布置在电机对面ღღ★✿，Z 向尺寸最小ღღ★✿，Y 向尺寸偏大ღღ★✿。

　　构型三的逆变器布置在半轴位置ღღ★✿，齿轮较小ღღ★✿，适用于后驱ღღ★✿，是奥特能智电平台后驱的布置方式ღღ★✿。构型四则是将逆变器侧置ღღ★✿，适用于后驱ღღ★✿。构型五是平行轴同轴ღღ★✿，逆变器顶置ღღ★✿，Z 向尺寸较大ღღ★✿，X 向尺寸最小ღღ★✿，适用于前驱ღღ★✿。

　　电驱集成的目的是降本女王信息ღღ★✿、减重ღღ★✿、减少体积ღღ★✿，便于整车布置ღღ★✿。下图是常见的电驱三合一集成ღღ★✿，逆变器和电机径向空间部分解偶ღღ★✿，中间轴可以布置在上面泛亚电竞最新地址ღღ★✿，也可以布置在下面ღღ★✿。布置在上面会挤占逆变器空间但有利于提高效率泛亚电竞最新地址ღღ★✿，布置在下面则有利于逆变器的布置ღღ★✿。

　　电机转子和变速器输入轴演变过程如上图左所示ღღ★✿，目的是减少轴承数量ღღ★✿，降低成本ღღ★✿。最下面是水冷电机常用的布置方式ღღ★✿，电机轴和数轴分开布置ღღ★✿，轴承单独分开ღღ★✿，中间有连接ღღ★✿，往上减少了一个轴承ღღ★✿。再往上就是电机和电机轴开始做集成ღღ★✿，轴承布置略微有变化ღღ★✿，电机和电机轴变成一根轴ღღ★✿。

　　电机定子和变速器集成ღღ★✿，油冷是主要趋势ღღ★✿，关键是绕组要冷却均匀ღღ★✿。油冷方式分为两类ღღ★✿，一是电机定子ღღ★✿，通过螺栓固定ღღ★✿，优势在于电子容易拆装ღღ★✿，难点在于如何冷却均匀ღღ★✿；二是定子过盈装配ღღ★✿，优势在于冷却更容易均匀ღღ★✿，劣势在于拆装不便ღღ★✿，产线需要加热压装冷却ღღ★✿，会占一些面积ღღ★✿。

　　多合一是当前行业比较热门的方向ღღ★✿。目前多合一仍旧以结构集成为主ღღ★✿，部分企业在探索低压控制进一步集成ღღ★✿。集成内容是 3+3+Nღღ★✿，电驱的三合一加电源的三合一ღღ★✿，再加上加热器ღღ★✿、电池管理器等ღღ★✿，比较常见的是七合一ღღ★✿，集成方式分为集成到电驱ღღ★✿、电池ღღ★✿。

　　以三合一为例ღღ★✿，电源三合一可以放在电驱上方ღღ★✿，适用于前驱ღღ★✿，需要调整悬置ღღ★✿。电源三合一也可以平铺ღღ★✿，适用于后驱ღღ★✿。此外ღღ★✿，电机功率密度越高意味着电机尺寸越小ღღ★✿。对多合一而言ღღ★✿，由于空间非常紧张ღღ★✿，业内有一种做法是选用电机平台ღღ★✿，直径小一些ღღ★✿，长度适当大一些ღღ★✿，以缓解空间紧张ღღ★✿。

　　集成度和可靠性具有一定矛盾性ღღ★✿。集成度越高ღღ★✿，对可靠性的要求越高ღღ★✿，在供应链的选择上会受限ღღ★✿，需要选择可靠性更高ღღ★✿、能力更强的供应商配合做集成ღღ★✿。此外ღღ★✿，集成度越高ღღ★✿，通用性会变差ღღ★✿，因此需要有很大的量进行支持ღღ★✿。

　　通用汽车是新能源汽车发展史上的先驱ღღ★✿。通用汽车在新能源电驱的设计开发上做了许多具有开创性的开发工作ღღ★✿，如采用螺栓连接的电机电子和结构件的继承方式ღღ★✿、扁线 层的定子绕组等ღღ★✿。

　　以此为基础ღღ★✿，通用在新能源车上开发了奥特能智电平台ღღ★✿。整个平台有三款电驱ღღ★✿，分别是前驱电驱ღღ★✿、后驱电驱和辅助电驱ღღ★✿，主驱是永磁同步电机ღღ★✿，辅驱是异步电机ღღ★✿。平台的前驱是高集成多合一的电驱ღღ★✿，根据不同配置ღღ★✿，最高可达 8 合 1ღღ★✿，峰值功率 180kWღღ★✿，峰值扭矩 330Nmღღ★✿。电驱总体结构是瘦高型ღღ★✿，适用于前驱电驱ღღ★✿，减少了整车前悬ღღ★✿，更好增大轴距比例女王信息ღღ★✿，有效提升驾驶舱空间ღღ★✿。

　　我们将高度集成的电力电子模块称为 IPEღღ★✿，集成到电驱上方ღღ★✿，壳体结构和下面电机的壳体部分共用ღღ★✿，齿轴是立式布局ღღ★✿。IPE 包含控制电机的逆变器ღღ★✿、四驱中后驱的逆变器ღღ★✿、OBC 等ღღ★✿。根据功率需求的不同ღღ★✿，可以选择不同功率类型的 OBCღღ★✿。

　　电机采用了 6 层扁线ღღ★✿、油冷ღღ★✿，有助于提升功率合扭矩密度ღღ★✿，自粘铁芯可以提升效率ღღ★✿。减速箱中ღღ★✿，高效率齿轴架构ღღ★✿、三轴球加柱架构和低粘度油ღღ★✿、主动润滑能够有效提升效率ღღ★✿。其中的齿轮设计偏向效率设计ღღ★✿，齿轮制造工艺也偏向效率ღღ★✿。

　　平台的后电驱是高功率的三合一电驱ღღ★✿，峰值功率为 255kWღღ★✿，峰值扭矩 440Nmღღ★✿。逆变器采用定制化双面水冷 IGBT 模块ღღ★✿，提高了功率密度女王信息ღღ★✿。逆变器和减速箱结构件集成ღღ★✿，能够达到减重的效果ღღ★✿。

　　该电驱具有高可靠ღღ★✿、高集成和高效率的特点女王信息泛亚电竞最新地址ღღ★✿，总设计充分考虑整车布置空间的要求ღღ★✿，同时高度重视电驱效率开发ღღ★✿。

　　一般而言ღღ★✿，业内以 IGBT 功率模块为基础的电驱综合效率为 87%-89%ღღ★✿。而我们的两款电驱实测数据显示ღღ★✿，一款效率超 89%ღღ★✿，一款超 90%ღღ★✿。在此基础上ღღ★✿，我们做了碳化硅版本的电驱ღღ★✿，在行业效率普遍为 92% 时ღღ★✿，我们的效率接近 93%ღღ★✿。

　　（以上内容来自泛亚技术中心驱动单元本体架构高级技术经理李凌翔于 2023 年 12 月 14 日 -15 日在 2023 第四届汽车电驱动及关键技术大会发表的《电驱集成及关键技术》主题演讲ღღ★✿。）