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电动汽车电驱系统轻量化 小型化发展趋势及实现路径

2018-06-14 09:46 来源: 更始五铢

电驱动系统小型化、轻量化、集成化渐成趋势

随着新能源电动汽车市场越来越活跃,关于电动汽车电驱动系统的一体化研究开始步入工程师的视野,通过将驱动电机、逆变器,减速器三个部件一体化、集成化,可以实现轻量化、高效、小型化,同时降低成本,在一定程度上解放空间、利于整车布置。而将驱动系统安装在车轮内的轮毂电机,更是进一步推进了电驱动系统的小型化和轻量化,虽然还处在产业化的前夜。

电动汽车电驱系统轻量化 小型化发展趋势及实现路径

在电驱动技术集成方面,初步的有“二合一”(电机集成减速器)方案;进阶方案则是“三合一”(电控+电机+减速器)方案,是目前研究的主要方向。

综合来看,目前大多数企业只能做到“二合一”的电驱动总成方案,但预计未来几年内,三合一电驱动总成方案将成为主流。

电动汽车电驱系统轻量化 小型化发展趋势及实现路径

而从长远来看,电机、减速器、电机控制器、高压分线盒、DC/DC、DC/AC、充电机等零部件都会集成为一个大的动力总成:“多合一”,即将电机+减速器、电机控制器、充电机、直流变换器、高压分线盒、部分整车控制器等都集成到一起,代表车型是宝马i3。

电驱系统集成化的必要性分析

随着新能源汽车技术的不断发展,零部件集成化设计已经成为必然趋势。通过集成化设计,一方面可以简化主机厂的装配,提高产品合格率;另一方面可以大规模缩减供应商数量,还可以达到轻量化、节约成本等目的。

电动汽车电驱系统轻量化 小型化发展趋势及实现路径

电驱动系统的集成化设计不仅可以实现驱动系统的小型化和轻量化以降低成本,还可以提高效率:如果将驱动电机与逆变器集成一体,逆变器配置在驱动电机旁,连接电机与逆变器的线束就可以缩短或者置换,由此,不仅减小了机构的尺寸和重量,还降低了线束产生的能量损耗。

如博世,GKN Driveline,三菱电机和舍弗勒。不仅实现了逆变器与电机之间的连接配线缩短,尺寸更小,还降低了连接部位的电力损耗,提升了驱动系统效率。

再如,将驱动电机与减速箱集成为一体,减速器齿轮的润滑油和电机的冷却油就可以共用,精简了冷却机构,可以实现小型化。

电动汽车电驱系统轻量化 小型化发展趋势及实现路径

与国内企业单纯的“三合一”电驱动方案有所不同的是,博世BOSCH、博格华纳BORGWARNER、采埃孚ZF等国际零部件巨头则推行将电机、电控、减速器及功率电子模块等部件与传统车桥相结合,形成一个高度集成化的电驱动桥产品,使得整个电驱动总成系统具备成本更低、体积更小、效率更高等优势。

国内三合一电驱系统介绍长安汽车

长安第二代电驱动总成也是三合一方案,包含了电机、减速器与电控等集成,目前已经开发完成。相比此前的总成,该电驱动总成成本下降了30%,重量降低15%,体积也将近降低20%,同等电量下,NEDC续航提升约5%。

电动汽车电驱系统轻量化 小型化发展趋势及实现路径

今年4月17日,长安汽车和比亚迪汽车在重庆正式签署了联合开发电驱系统的合作框架协议,双方旨在互补优势,达到在新能源汽车领域共赢的目的,并且针对目前新能源汽车集成化设计的趋势,进行电驱三合一产品的设计、匹配、试验、生产等。据悉,合作的成果最快将于明年达到量产批准状态,随后搭载在长安某款车型上,推向市场。上汽荣威

全新开发的EDS电驱动系统能耗优化降低至业界领先的15kWh/百公里。电机起步实现超高扭矩,4.5秒0-50km起步加速度远超同级燃油车;结合iBooster电控制动系统,最大程度回收制动能量。

电动汽车电驱系统轻量化 小型化发展趋势及实现路径

纯电动SUV车型上汽荣威ERX5的EDS电驱动系统为85kW一体式电驱动系统。它是以匹配整车驱动效率最优为目标开发的全新系统。这套EDS电驱动系统集成了电力电子控制单元、高性能动力电机和减速器。电力电子控制单元通过极短的高压线束与三相永磁同步高性能动力电机相连。比亚迪

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