新型汽車電氣化驅動技術問世助力新能源車達到“雙積分”目標

2017-09-21 11:14:47 蓋世汽車　點擊量：評論 (0)

電子電氣是新能源汽車的關鍵技術。在2017年中國電動汽車百人會上，與會專家強調指出，今后新能源汽車電子電氣將向六化一控（高頻化、集成化、模塊化、智能化、系統化、綠色化與全數字控制）發展，新能源汽車電子

電子電氣是新能源汽車的關鍵技術。在2017年中國電動汽車百人會上，與會專家強調指出，今后新能源汽車電子電氣將向“六化一控”（高頻化、集成化、模塊化、智能化、系統化、綠色化與全數字控制）發展，新能源汽車電子電氣器件的性能、可靠性與智能化應用，新型高頻器件的發展，電力電子設備和系統發展技術將成為行業創新的關注點和核心，電子電氣技術進步影響著新能源汽車向電動化和智能化方向邁進。

從2017年開始，隨著新能源汽車補貼政策退坡，中國新能源汽車市場正式進入“政策驅動市場”向“市場驅動市場”轉型期。中國政府即將推出的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源積分并行管理辦法》也將新能源汽車產量和單車續駛里程作為核心計分目標。在國家政策驅動和汽車電氣化的大趨勢下，除了單車續駛里程，電動車的動力及舒適性也被提出較高要求，替代內燃機的電動機紛紛開啟種類繁多的驅動結構方案，為使汽車制造商能夠靈活應對各種驅動技術，全球汽車零部件供應商博格華納研發出新型電氣化專業解決方案——eDM電驅模塊以滿足汽車產業技術升級的需求。

eDM電驅模塊實現動力和舒適性二合一

博格華納專門為純電動車研發了集成eGearDrive變速器電子驅動橋和電機的減速器集成驅動電機模塊eDM（ElectricDriveModule），不僅能很好的滿足電動車的動力及舒適性需求，也帶來更緊湊，更輕和更高的性價比。

和傳統發動機最高五六千轉每分鐘的轉速相比，電機最高轉速可達10000rpm左右，高轉速在實現動力性的同時，對減速器齒輪性能要求很高。為適應電動機的高速特性，博格華納在2015年收購雷米電機，研發出集成電機和其先進的eGearDrive變速器電子驅動橋總成為一體的eDM電驅模塊。

博格華納eDM電驅模塊傳承了博格華納高精度的齒輪工藝，使用鋁壓鑄殼體，通過采用緊湊的輕量化設計，進一步簡化部件，有效將整車重量減輕至75kg。與競品驅動模塊相比，減重15kg，長度縮短104mm，不僅能滿足當前新能源汽車輕量化及綠色節能的要求，其可擴展和緊湊型設計可幫助OEM實現車輛更高的傳動效率。博格華納動力驅動系統武漢工程中心總監張相宏表示，“eGearDrive變速器電子驅動橋和HVH250電機整合而成的eDM電驅模塊在結構上非常緊湊，在最大扭矩、體積和效率方面表現優異，重量進一步減輕，給客戶的安裝、維護和運行帶來很大便利。”

博格華納eDM電驅模塊

從結構上看，eDM電驅模塊右側體積較大部分為電機（如上圖所示），左側經過固定傳動比齒輪后將動力傳遞到差速器，再由差速器分配到兩側車輪。模塊使用了高精度螺旋齒輪，齒輪采用斜齒設計，齒型改進后嚙合總重合度>4，更低的齒隙使噪音有效降低。同時，通過表面拋光減少閃點溫度，進一步提升高速性能，實現齒輪部分傳遞效率>97%。

eDM電驅模塊高精度螺旋齒輪

eDM電驅模塊最終實現模塊傳遞扭矩最高可達315Nm，輪上持續扭矩和輪上峰值扭矩分別達到1450Nm和2500Nm，最高輸入轉速達12000r/min，實現系統傳動效率大于93%，以更高的穩定性、牽引力和低噪音性能，給電動汽車駕乘者帶來流暢、安靜的駕駛體驗。

eDM電驅模塊電機為整車加速提供強勁動力

eDM電驅模塊的電機采用博格華納收購的雷米HVH250電機，該電機可應用于混合動力及純電動車型，具有效率高、體積小和輕量化的特點。對于電機的結構設計，張相宏表示，“通過采用斜極設計，扭矩波動小于5%，達到良好的降噪效果。”

HVH250電機采用永磁體轉子，使用先進的高壓發夾式矩形銅線定子繞組技術（HVH），電機功率密度，扭矩和功率密度均達到行業領先水平。由于導線排列整齊緊湊，表面積大，便于熱量的傳導，能有效進行冷卻。可實現高效率和高持續功率。“電機本身在不同的結構中都可以應用，HVH250電機模塊化設計可根據應用需求做到不同的規格組合和性能。”

扁銅線定子繞組技術（HVH）可提升電機效率和性能并降低噪音

在車輛駕駛過程中，噪聲也是電動車一項重要性能指標，eDM噪聲的階次和發動機有所不同，為降低車內噪音，博格華納針對集成后的eDM噪聲進行了優化。張相宏表示，“通過轉子斜極，齒輪輪廓優化，外殼剛度增強，eDM的電機噪音水平目前達到近場噪音為85分貝，駕駛室噪音35分貝的領先水平。”

在電機冷卻方面，張相宏坦言，可采用油冷或水冷，根據應用要求通過CFD分析和試驗驗證，減低電機溫升，達到最佳的持續產品功率。“采用油冷對定轉子和軸承冷卻是博格華納產品的高性能高耐久性的優勢特征，但國內采用定子水冷更普遍，這將限制電機的持續功率為油冷的2/3，以免發生轉子溫度超限產生退磁。”

應用于純電動汽車的電機需要有較大的功率、力距以及持續的功率。HVH250水冷電機持續功率達到60KW，峰值功率為140KW，為整車的加速性提供了良好的支持。

eGearDrive變速器電子驅動橋以高效傳動延長行駛里程

eDM電驅模塊的中eGearDrive變速器電子驅動橋系統專為電動車市場設計，可適用于不同車型、不同能效比的電動車。eGearDrive變速器電子驅動橋采用高效的齒輪機構，結構緊湊，自重較低。通過高效的齒輪傳動和緊湊輕巧的設計顯著延長電動車的行駛里程，從而降低汽車對電池容量的要求。因具有較高的扭矩性能，該系統可廣泛適用于各類電動車輛，包括高性能電動跑車、電動橋車及電動商用車。

博格華納最早的eGearDrive31-01型與特斯拉一起研發。TeslaRoadsterSport版從靜止加速到96km/h只需要3.7s時間，傳動系統的高效率功不可沒，31-01型eGearDrive現已被Tesla收購。2011年，博格華納為福特汽車的首款量產純電動車TransitConnect配套了31-03型eGearDrive。福特汽車的這款純電動汽車是基于“北美2010年度卡車”的全球版TransitConnect開發的，旨在配備城市物流車隊，最高時速121km/h，充滿電后可行駛129km。

這款產品同時還應用在CODA純電動汽車上，它可以實現峰值300Nm的扭矩傳遞，14000r/min的高輸入轉速。由于采用了無油泵的飛濺式潤滑方式，結構簡單，總成質量僅為32.5kg。31-03型eGearDrive可以完全勝任前驅的A級和B級電動汽車傳動系統，同時配備寬泛的減速比可供選擇，減速齒輪的重合度大于4，具有較高的承載量和運行效率。為了方便實現和電機的機械接口布置，31-03型eGearDrive使用了獨特的法蘭式連接器連接到電機殼體上，并可以通過調整安裝布置角度以滿足不同車型的需求。

除了應用于電動轎車的單速比31-XX系列產品之外，博格華納還研發了可縱置布置的應用于商用車的32-XX系列產品以及具有3個擋位應用于電動客車的34-XX系列產品。eGearDrive將博格華納專利技術和100多年的動力系統經驗融于一體，由于其優異表現，eGearDrive獲得2010年度美國《汽車新聞》PACE大獎。

除了以上介紹的電驅動產品外，博格華納還有用于48V系統的后驅集成電機驅動（eRDM）、集成電四驅驅動（eAWD），這些目前尚在研發階段，預計到2020年就能實現量產。對于未來eDM電驅模塊的走向，張相宏表示，“eDM現在是電機和eGearDrive的集成，下一步會是控制器、電機和減速箱等集成在一起，未來博格華納將給客戶帶來更全面系統的電動解決方案。”