前言

(資料圖片)

2023年的第二十屆上海國際汽車工業(yè)展覽會（以下簡稱“上海車展”）中，扁線、SiC、800V、油冷成為了大多數(shù)車企電驅(qū)動力總成的標(biāo)配。下面選取幾家非常有特色的電驅(qū)技術(shù)進(jìn)行解析，并探討下電驅(qū)技術(shù)的發(fā)展方向。

舍弗勒對標(biāo)件電驅(qū)動系統(tǒng)

圖1

舍弗勒W Pin電機(jī)，電磁線采用PEEK線，這種線耐磨、耐高壓，非常適合線圈需要徑向推入定子的800V電機(jī)。轉(zhuǎn)子磁鋼排布有特色，類似“U”型排布。不同于大多數(shù)廠家的去重動平衡，舍弗勒轉(zhuǎn)子沒有平衡板，采用加重平衡。（見圖1）

圖2

舍弗勒W Pin電機(jī)，該系統(tǒng)為800V碳化硅油冷平行軸電橋，峰值功率200kW,輪端峰值扭矩超4500Nm，工況效率超過91.5%，兼容400V充電樁，可以實(shí)現(xiàn)V2X的充電功能，具備電池主動加熱功能。（見圖2）

圖3

圖4 需要樣件的請：shbinzer

圖五 、圖6

高度集成熱管理子系統(tǒng)的4合1電橋，有效控制車輛中的所有冷卻問題，以實(shí)現(xiàn)高效的廢熱回收，減少PTC的加熱需求。能顯著延長電池續(xù)航里程。其定子采用了分離齒的結(jié)構(gòu)。定子齒和定子軛材料不同，通過裝配組合到一起。定子齒的顏色明顯和軛部不同，估計(jì)導(dǎo)磁性能更好，損耗更低。銅線上包覆一層絕緣材料，并形成空腔，可以讓冷卻液體直接冷卻銅線，冷卻效率高。（見圖3、4、5、6）

博格華納(BW)

圖7

圖8 需要樣件的請：shbinzer

BW展出了很火的X Pin電機(jī)，這款電機(jī)基于HPin的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，端部長度縮短，為降低焊接產(chǎn)生的熱造成漆皮損壞，焊點(diǎn)較小，工藝不成熟的話，定子容易出現(xiàn)漆皮損壞等故障。（見圖7、8）

圖9、外徑180mm的W Pin，焊點(diǎn)少，外觀工整，漂亮。（見圖9）

圖10

圖11

這款經(jīng)典的270 WPin電機(jī)繼續(xù)和大家見面，憑借Wpin端部短的優(yōu)勢，成為P1、P2電機(jī)的首選，現(xiàn)在已經(jīng)大量應(yīng)用于長安、長城等新能源車中。（見圖10、圖11）

圖12

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相比水冷來說，冷卻油可以直接噴射到繞組端部，冷卻效率更高，成為當(dāng)今電驅(qū)系統(tǒng)中的熱門技術(shù)。BW推出的向心式油冷系統(tǒng)，油路極具創(chuàng)新性，從現(xiàn)場樣機(jī)看，不同位置出油口方向能均有效冷卻定子繞組。（見圖12、13）

小鵬對標(biāo)件電驅(qū)動系統(tǒng)

圖16

本次車展，小鵬汽車帶來了800V SiC電驅(qū)系統(tǒng)，由于采用了SiC控制器、扁線，油冷等技術(shù)，綜合工況效率（CLTC）達(dá)到了92%。在普通水冷、IGBT系統(tǒng)中這個值在89%上下，可以說在采用了以上新技術(shù)后，電驅(qū)工況效率至少提升了2%的效率，體現(xiàn)在整車上可以提升10%以上的續(xù)駛里程。

除了亮眼的效率，這臺電驅(qū)系統(tǒng)也是細(xì)節(jié)滿滿。軸承采用了防蠕動設(shè)計(jì)，三軸承的結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的重量，Y向尺寸緊湊。特殊設(shè)計(jì)的端部油冷卻結(jié)構(gòu)。焊接齒輪轂，取消了螺釘?shù)龋瓜到y(tǒng)更為簡潔、緊湊、重量輕。（見圖14、15、16)

博世&聯(lián)合電子對標(biāo)件電驅(qū)動系統(tǒng)

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圖18

圖19

由于結(jié)構(gòu)不同，水冷和油冷電機(jī)很難共平臺。博世展示了如何用水冷電機(jī)共平臺的用于油冷系統(tǒng)中。定子套了層鋼套，這樣定子既可以用于水冷系統(tǒng)，又可以用于油冷系統(tǒng)。

電機(jī)繞組采用具有博世特色的Ipin設(shè)計(jì)，兩側(cè)均有焊接點(diǎn)。槽內(nèi)為5層線設(shè)計(jì)，這一點(diǎn)有別于目前流行的6層或8層設(shè)計(jì)。

轉(zhuǎn)子整體注塑，5段“V”字形斜極，有利于NVH的改善。(見圖17、18、19)

法雷奧對標(biāo)件電驅(qū)動系統(tǒng)

圖20

圖21

圖22

法雷奧展出了給雷諾做的電勵磁同步電機(jī)，這是繼寶馬電勵磁電機(jī)之外又一款量產(chǎn)的電勵磁電機(jī)。(見圖19、20、21)

電勵磁電機(jī)和永磁電機(jī)相比，由于電勵磁電機(jī)可以調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流，在反拖時不產(chǎn)生反電勢，電機(jī)0扭損耗小。在恒功率區(qū)可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流大小，不采用永磁同步電機(jī)的弱磁控制，所以電勵磁電機(jī)在高速區(qū)效率要高于永磁電機(jī)。

電勵磁電機(jī)不采用稀土永磁體，避免了稀土永磁的供應(yīng)問題，這也是歐美日企業(yè)爭相布局電勵磁電機(jī)的原因。

但電勵磁電機(jī)由于轉(zhuǎn)子損耗要高于永磁同步電機(jī)，所以轉(zhuǎn)子的冷卻會非常重要，一般采用油冷方案。轉(zhuǎn)子發(fā)熱導(dǎo)致電機(jī)的持續(xù)功率和持續(xù)扭矩要低于永磁同步電機(jī)。

電勵磁電機(jī)需要增加滑環(huán)和電刷，需要在生命周期內(nèi)進(jìn)行維護(hù)。

電勵磁電機(jī)的軸電流要比永磁同步電機(jī)來說更為復(fù)雜，針對軸電流也需要小心處理。

總結(jié)

以上電機(jī)都是各公司技術(shù)中的精品，也體現(xiàn)了電驅(qū)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。上海車展上還有其他公司卓越的電機(jī)產(chǎn)品。由于受到文章篇幅的限制，后續(xù)還會有關(guān)于本次車展的電驅(qū)技術(shù)展示和解析，以饗讀者。

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