9月份的比亞迪銷量成績再次走強(qiáng),同比環(huán)比雙增長、DM/EV車型平分秋色,亮點(diǎn)不可謂不多。而其中有一個點(diǎn)可能在錦簇花團(tuán)中顯得沒那么出眾:海豚首月銷量3000臺。作為e平臺3.0的首款車型,海豚的到來其實(shí)意味著很多新的開始,而八合一電驅(qū)的首次量產(chǎn)搭載就是其中一大亮點(diǎn)。這個號稱全球首款八合一電驅(qū)比起最近高頻提及的三合一電驅(qū)厲害在哪?是徒有其表還是又一個創(chuàng)新?今天就來為大家解讀這項(xiàng)技術(shù)。 在為大家講解八合一電驅(qū)之前,我們先來了解下電驅(qū)是什么,為什么要做成X合一的集成化方式。電驅(qū)系統(tǒng)是純電動汽車的核心,你可以粗淺地理解為類似于燃油車上的發(fā)動機(jī)的作用,它主要包含了高性能動力電機(jī)、電力電子控制單元和減速器等部分。 而所謂的三合一、四合一乃至比亞迪的這套八合一電驅(qū),本質(zhì)上都是電驅(qū)集成化設(shè)計(jì)的范疇。隨著新能源車技術(shù)的快速發(fā)展,新能源車擁有越來越多的功能和更好的性能,電驅(qū)集成化也為了優(yōu)化效率、能量密度等參數(shù)而快速發(fā)展著。最初的電驅(qū)系統(tǒng)不存在集成化設(shè)計(jì),驅(qū)動電機(jī)、電控系統(tǒng)、減速器等部件均單獨(dú)布置,各部件之間通過線束等連接件進(jìn)行連接,從而導(dǎo)致當(dāng)時的驅(qū)動系統(tǒng)十分冗雜。而隨著技術(shù)壁壘的逐漸打破和技術(shù)成熟度的不斷提高,目前各大主機(jī)廠已將電驅(qū)系統(tǒng)的深度集成化作為三電系統(tǒng)重要發(fā)展方向之一。當(dāng)前量產(chǎn)的純電動汽車領(lǐng)域中,三合一電驅(qū)已經(jīng)成為主流,其將電機(jī)、電控系統(tǒng)和減速器集成在一起,根據(jù)車輛的類型將其與車橋相結(jié)合或提供更加輕巧的三合一電驅(qū)系統(tǒng),在電機(jī)轉(zhuǎn)速、電能轉(zhuǎn)化效率、機(jī)械空間緊湊化、線束精簡化等方面都起到了很大的作用。在海豚上的這套八合一電驅(qū)融合了驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器、車載充電器、直流變換器、配電箱、整車控制器、電池管理器八大部件,可以看到在傳統(tǒng)三合一電驅(qū)的基礎(chǔ)上,e平臺3.0的八合一電驅(qū)還集成了由“車載充電器、直流變換器、配電箱、整車控制器、電池管理器”組合的五合一電驅(qū)模塊,實(shí)現(xiàn)了更深度的整合能力,也實(shí)現(xiàn)了軟、硬件端云深度融合。在了解完電驅(qū)系統(tǒng)是干什么的之后,我們來了解下八合一電驅(qū)的八個功能區(qū)都各自分別負(fù)責(zé)什么功能。驅(qū)動電機(jī)和燃油車上的發(fā)動機(jī)一樣,它的作用是將電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。它承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)化和充電的雙重功能。它由由電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、溫度傳感器、冷卻循環(huán)水道和殼體等組成。電機(jī)控制器是通過主動工作來控制電機(jī)按照設(shè)定的方向、速度、角度、響應(yīng)時間進(jìn)行工作的集成電路。根據(jù)檔位、油門、剎車等指令,將動力電池所存儲的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動電機(jī)所需的電能,來控制電動車輛的啟動運(yùn)行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài),或者將幫助電動車輛剎車,并將部分剎車能量存儲到動力電池中。電機(jī)和發(fā)動機(jī)一樣都是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部件,其單位是5000轉(zhuǎn)/分鐘,而車輪的轉(zhuǎn)速相對而言是低速度的。想要把電機(jī)的高轉(zhuǎn)速匹配成車輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速必須要通過減速器來降低轉(zhuǎn)速、增加轉(zhuǎn)矩。因此熟悉電機(jī)的朋友經(jīng)??吹降乃^傳動比或者速比的概念,說的就是:(傳動比)速比=電機(jī)輸出轉(zhuǎn)數(shù)÷減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)數(shù)車載充電器的功能是調(diào)整輸出電壓,它采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件,通過周期性通斷開關(guān),控制開關(guān)元件的占空比來實(shí)現(xiàn)。直流變換器,也稱DC-DC變換器,它是將一個直流電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需的直流電壓的轉(zhuǎn)換器,也就是將電池存儲的直流電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動車輛所需的直流電壓。車載高壓配電箱顧名思義是高壓電的分配用,當(dāng)動力電池上電后高壓電首先進(jìn)入到高壓配電盒內(nèi),通過配電盒內(nèi)的分配線路給需要高壓的系統(tǒng)供電,比如,MCU,DC/DC,空調(diào)等需要高壓的元件,它是電控總成的核心部件。整車控制器即動力總成控制器,它連接加速踏板、控制電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、直流電壓變換器DC/DC、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS、真空助力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、組合儀表。整車控制器能夠統(tǒng)計(jì)整車所有電氣設(shè)備的功耗,對比動力電池能夠提供的電量,根據(jù)功率模型計(jì)算結(jié)果,輸出控制器指令信號至電機(jī)控制器,電機(jī)控制器調(diào)整牽引電機(jī)地轉(zhuǎn)矩值。電池管理系統(tǒng)的英文簡稱可能有部分朋友比較熟悉:BMS。它經(jīng)常出現(xiàn)在廠家的宣傳資料里,它的作用是在擁有數(shù)千個電芯的電池系統(tǒng)里,監(jiān)測每一個電芯、精確評估每一個電芯并且高效管理每一個電芯,確保所有電池保持一致的良好狀態(tài),才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能、長壽命和安全運(yùn)行。通過外部高壓濾波器共用、外部接口濾波電路共用、高壓采樣共用等多部件共用,同時系統(tǒng)DC、OBC深度集成、配電深度集成、變壓器和電感集成、VCU/BMC/MCU芯片集成,可節(jié)省一路H橋和變壓器、節(jié)省大量高壓線束、磁模塊體積縮小40%。能夠?qū)崿F(xiàn)整體體積降低16%,重量降低10%。這樣可以讓電驅(qū)系統(tǒng)更不占地,各部件之間的連接件大大減少,所以對于整車布局更有利,一定程度上提升車內(nèi)空間利用率,降低生產(chǎn)維護(hù)成本。另外這種模塊化的設(shè)計(jì)也能讓它滿足前驅(qū)、后驅(qū)和四驅(qū)等不同架構(gòu),助力整車布置。2. 性能更強(qiáng):百公里加速2.9秒,續(xù)航里程>1000km從整個系統(tǒng)層面進(jìn)行效率優(yōu)化設(shè)計(jì),高效率匹配,使傳動比、電流、電機(jī)輸出形成極致效率。比如其采用的高效扁線電機(jī)設(shè)計(jì),效率高達(dá)97.5%。相比傳統(tǒng)圓線電機(jī),裸銅槽滿率可提升20%~30%,有效降低繞組電阻進(jìn)而降低銅損耗,輸出更高的功率和扭矩。同時相對于圓線,扁線形狀更規(guī)則,在定子槽內(nèi)緊密貼合,與定子鐵芯齒部和軛部更好接觸,降低槽內(nèi)熱阻,熱傳導(dǎo)效率更高,進(jìn)一步提升電機(jī)峰值和持續(xù)性能。自主研發(fā)SiC電控比硅基半導(dǎo)體器件損耗減少70%,擁有更高的最大結(jié)溫、更小的材料熱阻系數(shù),同時軟件采用升載頻控制策略,無論在最大輸出功率還是續(xù)航里程上都有顯著的優(yōu)勢。同時減速器采用低摩擦軸承、油封的設(shè)計(jì)與匹配;優(yōu)化提升齒輪的潤滑路徑及結(jié)構(gòu);電源運(yùn)用高效散熱技術(shù)。其匹配寬溫域高效熱泵系統(tǒng),即使在-30℃的極端天氣下依舊可以正常工作,讓車輛的低溫續(xù)航里程最高提升20%。整個系統(tǒng)層面各個細(xì)節(jié)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的結(jié)果就是:驅(qū)動系統(tǒng)工況效率超89%,從86%提升到89%,雖然只是3%的變化,但卻克服了很大的技術(shù)難度。百公里加速快至2.9秒,續(xù)航里程最大可突破1000km。不要忘了這是基于磷酸鐵鋰材質(zhì)的刀片電池實(shí)現(xiàn)的,天生具備能量密度不足和低溫續(xù)航衰減嚴(yán)重劣勢的磷酸鐵鋰電池能夠?qū)⒗m(xù)航里程突破1000km確實(shí)很厲害。之前為大家專門解析過高電壓策略的快充技術(shù),高電壓是整車實(shí)現(xiàn)超快充的主流路線,在800V架構(gòu)下可支持2C以上的充電倍率,這套八合一電驅(qū)可匹配800V高電壓平臺,選擇以更低阻抗實(shí)現(xiàn)高耐壓的SiC功率器件,泵升充電樁電壓、寬SOC大功率充電、實(shí)現(xiàn)充電5min,最大可續(xù)航150km。因此e平臺3.0是具備不錯的技術(shù)展望能力的,未來800V快充普及后車輛無需改造可以直接支持。這套技術(shù)采用高安全高可靠性動力域控制器技術(shù),分散的硬件之間可以實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)互通和資源共享,軟件可升級,硬件和傳感器可更換和功能擴(kuò)展。采用新型隔離通訊技術(shù)、多重網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)、電芯實(shí)時監(jiān)測預(yù)警技術(shù),架構(gòu)滿足ISO 26262和ISO 21448等標(biāo)準(zhǔn)。完成運(yùn)算、動力和能量的分配,實(shí)現(xiàn)整車的各項(xiàng)智能化功能,增強(qiáng)了平臺的可拓展性,可移植性。八合一電驅(qū)采用全新的集成技術(shù)路線,其配套的熱管理、NVH、EMC搭載全新的仿真平臺,其最大轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)16000r/min,但系統(tǒng)噪音低于76dB。總結(jié):從比亞迪e平臺3.0的八合一電驅(qū)的技術(shù)特性和性能優(yōu)勢也能看出未來集成化電驅(qū)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢:電機(jī)高速化、多檔減速器、平臺化設(shè)計(jì)...隨著新能源車產(chǎn)業(yè)的不斷加速,未來新能源車還將迎來更多的改變。
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