05.10 看國內外“三合一”電驅動總成系統有何差距?

【文/高工電動車 曾雪花】隨著新能源汽車技術的不斷髮展,零部件集成化設計已經成為必然趨勢。通過集成化設計,一方面可以簡化主機廠的裝配,提高產品合格率;另一方面可以大規模縮減供應商數量,還可以達到輕量化、節約成本等目的。

在電驅動技術方面,目前有“二合一(電機+減速器)”方案,代表車型是雪佛蘭Bolt;“三合一(電機+減速器+電機控制器)”方案,代表車型是特斯拉系列。

還有“多合一(包含電機+減速器、電機控制器、充電機、支流變換器、高壓分線盒、部分整車控制器)”方案,代表車型是寶馬i3。

綜合來看,目前大多數企業只能做到“二合一”的電驅動總成方案,但業內專家預計,未來幾年內,三合一電驅動總成方案將成為主流。而從長遠來看,電機、減速器、電機控制器、高壓分線盒、DC/DC、DC/AC、充電機等零部件都會集成為一個大的動力總成。

根據高工電動車網瞭解,目前國內大多數電機及電控企業正在由單一產品供應商向“電機+電控+減速器”的動力總成提供商轉型,但大多數還在研發、測試階段。其中,包括長安汽車、大洋電機、精進電動等企業已經研發了三合一電驅動總成方案,預計最快在2019年實現量產應用。

與國內企業單純的“三合一”電驅動方案有所不同的是,博世、博格華納、採埃孚等國際零部件巨頭則推行將電機、電控、減速器及功率電子模塊等部件,與傳統車橋相結合,形成一個高度集成化的電驅動橋產品,使得整個電驅動總成系統具備成本更低、體積更小、效率更高等優勢。

據瞭解,傳統車橋是一種機械產品,但由於集成了電機和電控部分,電驅動橋的難度係數直線上升,涉及的技術範圍更廣,技術要求更高。現階段,儘管大多數企業的電驅動橋方案還未實現大規模運用,但是以博格華納、GKN為代表的部分企業的電驅動橋產品已經得到了成功應用。

下面,一起來看看國內外企業推出的“三合一”電驅動總成方案。

國內篇

●東風德納

看國內外“三合一”電驅動總成系統有何差距?

目前,東風德納針對6-8噸純電動城市物流卡車、8米純電動城市公交客車、7米純電動旅遊客車推出了“四合一”結構特點的純電動驅動橋。

據瞭解,該電驅動橋集成了電機、變速箱、傳動軸、差速器等,具有傳動效率高、尺寸小等特點。其中,電機最大功率為150KW,最大扭矩為635牛米,最高轉速達到8000轉。

產品優勢:相比普通傳動系統,該電驅動橋大大減小了系統空間,更方便車輛的佈局。其中最新研發的電驅動橋整體重量減輕了30KG以上,冷卻能力提高20%,還具備延長續航里程等功能。

應用情況:目前東風德納的純電動驅動橋已經在東風襄陽旅行車、東風商用車、東風特汽等車型上試裝。

●比亞迪

比亞迪將電機、減速器、電控作為一體設計,打造了三合一電驅動總成系統,具有高度集成化、IGBT損耗小、高效區寬等諸多優勢,滿足了A00、A0、A、B級等轎車對動力性加速和爬坡的需求。

據悉,比亞迪發佈了“e平臺”,涵蓋電機、電控、變速器高速集成的三合一電驅動總成,以及DC-DC、充電器和配電箱三合一的高壓系統等。其中,比亞迪的三合一電驅動總成系統中,電機轉速達到14000rpm。

產品優勢:驅動總成綜合效率達到88%,最高效率達到91.9%,重量下降了35%,功率密度提升了40%,電機成本下降了40%。

應用情況:據瞭解,比亞迪元EV360便是比亞迪“e平臺”下的首款純電動車型,該車是一款純電動小型SUV,電機峰值功率為160KW,峰值扭矩為310N·M。

●大洋電機

看國內外“三合一”電驅動總成系統有何差距?

大洋電機的三合一電驅動系統採用電機、電控(可帶DC-DC)、減速器集成設計,具備EMC能力強、NVH表現優良等諸多優勢,功率範圍覆蓋75-120KW。

●精進電動

精進電動自主研發的電機+減速箱+電控一體化總成,將於2019年投產。新一代“三合一”電驅動總成將實現動力、效率、輕量化、重量、振動噪音和成本水平的更好表現,300Nm系列電機的轉速將提高到16,000轉以上,進一步引領行業的技術進步。

●長安汽車

長安第二代電驅動總成也是三合一方案,包含了電機、減速器與電控等集成,目前已經開發完成。相比此前的總成,該電驅動總成成本下降了30%,重量降低15%,體積也將近降低20%,同等電量下,NEDC續航提升約5%。

據瞭解,長安與比亞迪將共同針對新能源汽車電驅動三合一產品進行開發設計。

應用情況:2019年量產,並搭載在長安汽車某款車型上市。

國外篇

相對於國內廠商,國外廠商在電驅動系統集成化設計方面走得更超前,並已在部分車型上有所應用。具體來看,國外廠商推出的電驅動總成產品,其集成度更高、體積更小、效率也更高。

●博世eAxle電驅動橋

看國內外“三合一”電驅動總成系統有何差距?

博世將原來獨立的電機、電機控制器、變速箱和包括逆變器在內的功率電子模塊集成到一個外殼當中,可安裝在油電混合動力車、電動車等車型上。據瞭解,具體產品可按照平臺設計輸出50KW到300KW、1000NM到6000NM等不同的變型產品。

產品優勢:與傳統電機相比,博世的eAxle電驅動系統可擴展模塊化平臺,使不同功率產品快速開發並適配於不同車型,大大縮短開發週期,由此帶來5%-10%的成本效益。同時,該系統可實現高度集成化,體積較傳統電動汽車動力總成系統減少了20%。

量產時間:2019年

●GKN(吉凱恩)電驅動橋

看國內外“三合一”電驅動總成系統有何差距?

GKN集團創建於1759年,自2002年開始一直推動eAxle技術的發展,目前已經研發了多模混合動力MMeT產品(於2018年國內量產)、GKN半集成化產品、GKN集成式電驅系統(2019年國內量產)。

據瞭解,GKN集團最新研發生產的電驅動橋(eDrive)將電機、逆變器、eAxle減速箱等集成為一體,可提供2000N·M轉矩和70KW功率,可使車輛在純電動模式下達到125km/h的最高車速。

產品優勢:整套電驅動橋系統重量只有20.2公斤,最高效率達到97%。

應用情況:目前GKN的電驅動橋已經在沃爾沃XC90插電混動車型、寶馬i8、三菱歐藍德(插電混動汽車)等車型得到了成功應用。

●博格華納:eGearDrive®電子驅動橋+電機的方案

針對電動汽車領域,博格華納推出了eGearDrive®電子驅動橋+電機的綜合解決方案系統,該方案適用於不同車型、不同能效比的電動汽車。

產品優勢:eGearDrive®電子驅動橋具有較高的扭矩容量,能夠處理高達14000rpm的輸入速度,從而保證運作平穩、低噪音。

應用情況:特斯拉、北汽新能源、長城C30EV等。其中,長城C30EV便採用了博格華納的一體式電驅動橋,峰值扭矩達280N·M,峰值功率為120KW,百公里加速度為8s。

●採埃孚三合一電驅系統

採埃孚的電驅系統包含電機、變速器、傳動部件等等,專為微型車、小型車研發,轉速可達21,000轉/分鐘,同時還具備電能轉化效率高和性能優異的特點。

而2017年,採埃孚全新推出的模塊化mSTARS系統包含了驅動電機、變速器、差速器和功率電子模塊,可同時適用於傳統動力汽車、混合動力汽車及純電動汽車等多種不同驅動形式的車型。


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