最近蔚來汽車NIO ES8開始交付創世版號碼靠前的新車。更多的車型細節也浮出水面。這款純電力車的動力總成達到660馬力和4.4秒百公里加速，其背後的強大動力總成是什麼樣的呢？隨著小星通過蔚來汽車發佈的專利來了解一下吧。
↑NIO ES8車型純電動動力總成（攝於2017年上海車展）
純電力車如果把動力總成定額在660馬力，折算到功率為660horsepower x 0.74 = 488kW。從NIO ES8車型底盤系統和動力總成可以看到鋰電池組置於底盤底部。前後軸分別由兩組大功率感應電機驅動。前後軸動力電機功率均為240kW。因此總功率正好是480kW。對應百公里加速成績為4.4秒。而它採用的鋰電池使用CATL的方殼電芯。總電量70kWh，最大輸出功率可瞬時達到550kW。純電綜合續航里程355公里。這樣既保證了不錯的續航里程，又擁有出色的加速性能。
↑NIO ES8車型前後軸雙電機佈置（攝於2017年上海車展）
通過蔚來汽車申報的專利圖所示純電動動力總成包括位於前後軸的電驅動系統10、位於車輛底部的動力控制系統20和能量儲存系統30。電驅動系統內部集成電動機單元300、變速箱單元200和逆變器100。
↑蔚來汽車前後軸雙電機動力總成專利申報圖（來自蔚來汽車）
能量儲存系統的直流電能，在動力控制系統的功率控制下將直流電轉換成交流電提供給電動機單元，電動機單元內的轉子在交流電所產生的磁場的作用下旋轉，從而將電能轉變成機械轉動力，通過輸出軸將該轉動力輸出至變速箱單元，變速箱單元通過其內部的各齒輪機構的配合使該轉動減速，並經過差速齒輪的調整後，輸出至車輪的半軸。
↑蔚來汽車純電動動力總成能量傳輸示意圖（來自蔚來汽車）
NIO ES8前後軸使用了兩臺專利的大功率感應電機。蔚來汽車通過相應的銅籠技術和電機水冷技術進一步提升了電機功率。是不是聽不懂小星在說什麼。記住一點就行了。此車型使用的電機技術與特斯拉相同，說明蔚來汽車成為少數幾家掌握高性能感應電機設計的車企。
↑NIO ES8純電動車型電機總成（攝於2017年上海車展）
那麼異步感應交流電機相比較國內主流的永磁同步交流電機有哪些不同呢？首先，異步感應交流電機具有更高的轉速極限，最高可達15000轉每分鐘。並且有更強的過載能力，最大可達額定值的5倍。同時異步感應交流電機具有結構堅固性好、成本低和可靠性好的優點。當然它也存在著短板，那就是，峰值效率最高95%略低於永磁同步交流電機的97%。另外電機的外形尺寸異步感應交流電機相比較永磁同步交流電機在相同功率下也要大一些。因此兩種技術並沒有孰優孰劣之分。而是根據不同的車型特性來匹配相應的電機技術，從而找到最優解。
↑異步感應交流電機與永磁同步交流電機特性比較示意圖（來自蔚來汽車）
如上提到異步感應交流電機具有眾多優勢，但是其電機尺寸較大的特點也成為巨大設計挑戰。蔚來汽車通過專利技術巧妙優化電機總成的體積，解決了電機在前後軸有限空間內的佈置問題。
蔚來汽車電機總成技術特點：
1.高度集成（一體集成電機E-Motor、齒輪箱Gearbox和逆變器PEU電機控制器）
2.異步感應交流電機體積優化
3.逆變器體積優化
↑蔚來汽車電機總成爆炸視圖（來自蔚來汽車XPT）
為了對異步感應交流電機體積優化，NIO ES8將傳統的三相電機更新成了更高功率密度的六相電機。相應的蔚來汽車通過專利技術對逆變器體積優化，將電機總成的軸向長度880mm優化至700mm以內。其中逆變器內部功率板從軸向佈置更改成垂直於軸向佈置，並且使用高性能IGBT模塊成為了優化的關鍵。
根據蔚來汽車電機總成專利申報圖所示電動機單元300、變速箱單元200、逆變器單元100的裝配關係爆炸視圖。電動機單元、變速箱單元、逆變器單元沿變速箱單元的輸入軸202的軸向排布。變速箱單元設有用於穿插電動機單元與逆變器單元的電連接線路的幹腔。能將電驅動系統的連接線埋入殼體之內，從而保護電連接線路並使電機總成更加簡潔。
↑蔚來汽車電機總成細節專利申報圖（來自蔚來汽車）
本文的標題來自最近英飛凌半導體官網發佈的視頻“Chinese SUV with a soul made in Bavaria”。視頻介紹了英飛凌半導體為NIO ES8的高性能純電動動力系統中提供的各種零部件。高性能IGBT模塊成為NIO ES8純電動動力系統的核心。每個NIO ES8的逆變器中使用了兩組來自英飛凌半導體的HP Drive IGBT模塊、以及與之配套的IGBT驅動芯片和AURIX微處理器來驅動六相異步感應交流電機。為NIO ES8提供前後軸各240kW合計480kW的強大動力。
↑高性能IGBT模塊成為NIO ES8純電動動力系統的核心（來自蔚來汽車）
綜上所述，蔚來汽車NIO ES8強大動力總成背後包含著蔚來汽車的大量專利技術。在發揮異步感應交流電機具有眾多優勢的同時，蔚來汽車通過專利技術巧妙優化電機總成的體積，解決了電機在前後軸有限空間內的佈置問題。來自英飛凌半導體的高性能IGBT模塊成為NIO ES8純電動動力系統的核心，為NIO ES8提供前後軸各240kW合計480kW的強大動力。期待NIO ES8車型的表現哦。
參考文獻與擴展閱讀：
專利CN204998322U 一種汽車用的電驅動系統及使用了該電驅動系統的汽車
專利CN206237253U 電機直冷結構
專利 CN206259769U 具有銅導條的電機轉子結構
專利 CN206336116U 電動汽車動力耦合系統及具有其的電動汽車
專利 CN206436826U 純電動汽車用兩檔變速器動力總成
專利 CN206442201U 具有水冷功能的電機轉子組件和用於電動汽車的驅動電機
專利 CN206490520U 電機轉子的電機
專利 CN206633831U 用於純電動汽車的動力驅動系統以及純電動汽車
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