电驱动总成关键技术发展解析-2023-02-技术资料

电驱动总成技术信息情报33驱动方式对比分析集成方式对比分析四、输出转速与扭矩对比分析总成功率密度与效率对比分析五、技术发展建议―、驱动方式对比分析□全球范围内，电驱动总成目前主要有两种技术踣线，分别为永磁同步电机+单级减速器+逆变器、感应异步电机+单级减速器+逆变器；□永磁电机的动力总成主要在中国、日本以及韩国等国家采用。而感应异步电机的动力总成主要在北美异歩欧洲部分国家采用；电机类型永磁同步电机交流异步电机功率密度咼电机类型永磁同步电机交流异步电机功率密度咼低（铜转子很高）峰值效率95-97%90-94%转速范围4000-160004000-18000口」靠性优秀咼尺寸小大（铜转子小）代表车型国内大多数车型特斯拉控制难度高速难度大咼速容易两驱车型以前置前驱为主四驱车型以刖后双电机为技术路线—,驱动方式对比分析□关于四駆车型电机类型选择的分析＞针对中大型车型越来越多的四驱车型以后驱电机为主驱动电机，前电机作为辅助电机与制动能量回收使用；＞PM电机作为前电机其拖拽损失（旋转磁通量带来铁损増加）高于IM电机，但IM电机在制动能量回收时需要准备工作；＞在中低负荷运行区域，但如果以前轮主駆动为前提，普遍认为前轮选择PM小型电机、后轮选择IM大型电机在兼顾纯电行驶里程与大功率方面最佳。车型名称特斯拉保时捷知跡ModelSModelXModel3Taycane-TronEQCl-PACEI.D.CROZZES8ES6軸机TypeIMIMIMPMIMIMPMIMIMPMPowe(kW)144144147NA125N机TypeIMIMPMPMIMIMPMPMIMIMPower(kW)280280202NA140NA147150240240系统最大功率（kW）NANANAover440265,Max300300294225480NA电池容量（kWh）10010075909580908370(84)81驱动方式对比分析集成方式对比分析四、输出转速与扭矩对比分析总成功率密度与效率对比分析五、技术发展建议

集成方式对比分析四、输出转速与扭矩对比分析总成功率密度与效率对比分析五、技术发展建议二，集成方式对比分析□电驱动总成目前有多重集成方式，由最初的"二合一"（电机+减速器），发展成目前最多的“八合一"（电机+减速器+MCU+逆变器+VCU+OBC+DC/DC+PDU）；□集成度高带来的优势有:总成体积缩小、所用高压线路长度缩短、成本降低、效率提升；但是同时高集成度带来的问题也同样很多，如EMC、来自不同供应商样件协同问题、拆解问题难度大等；□更高集成度的电驱动总成更加适合具有自主开发零部件能力的OEM;口当前阶段，"三合一"（电机+减速器+逆变器）是当前主流技术方案。

二,集成方式对比分析□零跑"八合一”电驱动总成技术：可以认为是"三合一"+"五合一”两个模块进行物理集成。□零跑Heracles—体化电机总成：>Heracles将电机、减速器及电机控制器集成在一起，称之为“三合一"；其中电机控制器又集成了MCU、VCU、DCDC、OBC及PDU,称之为"五合一”。零跑Heracles电驱动总成技术优势•Heracles电驱总成独创集成柔性减震系统，零跑Heracles电驱动总成技术优势•Heracles电驱总成独创集成柔性减震系统，有效降低了控制器所受高频振动,提咼了电路板可靠性和寿命可实现超宽高效区运行范围,可输出60-200kW范围功率，・在保证相同性能的选配不同减速器减速比组合，最高输出扭矩高达6500Nm,基础型号Heracles整体重量却只有91kg前提下，实现了减重30%、缩减体积40%的重大突破二、集成方式对比分析□零跑Heracles—体化电机总成控制睪可分离式设计集成式电机-减速器壳体柔性固定减振系统设计全新拓扑结构高效轻最化电机设计高度集成五合一控制器高功率密度减速器总成动态防水接口设计g冲片5RW6扌K化盼，提SWLNVH缺-已通过天汽研国检、EMC及可靠性测试，并且完成50万公里加速寿命试验-国内首个完成12万次连续峰值功率启动、峰值功率能量回收制动循环寿命试验的电驱总成-电机实现最大功率125kW,最大扭矩250Nm,最高转速11700rpm-中汽研实测电机+控制器系统效率高效区占总工作区的94.49%,领先行业内2个百分点，电机效率最高达到96%以上，功率密度达到4.85kW/kg（绕组采用方线）二，集成方式对比分析二，集成方式对比分析二、集成方式对比分析二、集成方式对比分析□零跑Heracles—体化电机总成-减速器与电机的集成化设计（-减速器与电机的集成化设计（减速器与电机共壳体）-减速器与电机为分体轴设计•可承受最高转速13000「pm,峰值扭矩280Nm输入-转矩密度达到12.82Nm/kg-高度集成的五合一控制系统（MCU+OBC+DCDC+PDU+VCU）-全新的电机与控制系统柔性固定减振防护设计理念-控制系统可分离式一体集成电驱动力总成设计方案（物理集成）-模块可拆卸式水冷系统（控制系统单独冷却）

□精进"三合一"电駆动总成技术□精进采用电机+减速器+逆变器的"三合一"集成方式精进三合一电驱动总成技术优势电机类型永磁曰步电机电机峰值瞧16000rpm工作电压范围260-470VAC标配版峰值功率精进三合一电驱动总成技术优势电机类型永磁曰步电机电机峰值瞧16000rpm工作电压范围260-470VAC标配版峰值功率160kW标配版峰值扭矩320Nm电机最高效率97%电子驻车选装功能安全等级ASIL-C（ASIL-D为选配） 为一（共壳体）。深度集成缩短了总成的轴向尺寸，减轻了重量,改善了传动效率 -系统深度集成降低电机和减速器的同轴度误差，提高了总成的结构刚度，也降低了振动噪音 -系统具备选装驻车制动机构，驻车制动的电子控制部分集成到了电机控制 器里面，进一步降低了重量和成本。 -减速器效率提升1%的情况下,成本也得到有效控制，降低10%~15% -精进可以研发生产油冷电机（油冷电机冷却效率更高，但是油冷电机需要 直接与减速箱连接，对电机技术要求极高）二、集成方式对比分析二、集成方式对比分析二、集成方式对比分析二、集成方式对比分析□英博尔"三合"电驱动总成技术＞三合一系统为电机+减速器+MCU＞MCU与电机共冷却（液冷方式），MCU与电机通过铜排集成；＞减速器与电机非共壳体结构。产品名称驱动系统三LMCU+MOTOR+GearBox额定功率80kWIiaaw率170kW额定ffl®150Nm邮瞄360Nm额定5100rpm最高转速12000rpm冷却方式液冷峰值电流630A@30s总成重量84kg系細高效率93.5%（含减速器）速比速比9.113000Nm功率密度2.024kW/kg□比亚迪电驱动总成技术>比亚迪硬件高度集成一体化的"e平台"，是新能源汽车全产业链的核心技术，定义了未来汽车硬件新的行业标准；>"e平台"就是33111。两个"3”指的是驱动3合1加高压3合1。3个"1”就是1块板、1块屏和1块电池；»驱动3合1是在"e平台"下驱动电机、电机控制器和减速器高度集成，从AOO-B级车型产品全覆盖；»控制系统3合1实在"e平台"下，PDU、OBC、DCDC进行集成基于同一技术，已开发出四个驱动三合一平台产品，几乎覆盖了全部轿车对动力性加速和爬坡的需求。适用车重(T)<1.11.2-1.61.7-2.22.3-27MWI(rpm)14000140001400014000峰fflfflffi(Nm)120180280330輝值功率(kW)4270120180总成重量(kg)53638092□比亚迪电驱动总成技术电驱动总曜统的NEDC综合效询达88%电驱动系统效率@70kW:台架測试的最高效率91.9%电驱动系统效率@120kW:台架测试的最高效率92.5%篷合一6.6kWOBC

+2.2kWDC

+简配电酿三『合一・采用数字化深度集成，体积小、重量轻、功率密度大于2kW/L・相比于分体式总成，高压三合一可以实现成本降低40%、功率密度增幅25%、产品降幅40%、重量降幅25%不带直流充的HEV车型•局压3合1之后,6.6kWOBC

+2.2kWDC

+全配电芾直流充的普通EV车型6.6kWOBC

+2.2kWDC

+全配电

+60kW升压DC

芾直流充的高电压EV车

型功率密度提升40%,体积降低40%,重量下降四分之一□特斯拉电驱动总成技术>ModelS三合一电驱动总成技术,采用电机+减速器+MCU的三合一集成式结构・电机与减速器直接安装后后轴上，输出动力在传送到后轮上几乎没有损失，充分保证了能量转换效率-此种布置方式可以降低总成Z向尺寸，降低整车质心-减速器为平行轴结构-ModelS采用了博格华纳公司生产的减速器,承载峰值转矩400Nm,最高输入转速14000「/min,传动效率97%-轴承采用斯凯弗高速轴承□特斯拉电驱动总成技术>Model3三合一电驱动总成技术电机、减速器油冷，控制器水冷。不带P-特斯拉Model3选择永磁电机，是为了提升车辆的性能及能效，以便更好地解决成本最小化等难题，还有助于提升其性能和续航里程数，驱动综合效率为89%Model3是第一款在电机控制器中采用SiCMOSFET的电动车（总共24个SICMOS）,好处当然就是可以大幅提高逆变器的功率密度-效率的提升主要归功于电・机的升级，令人吃惊的是 档定转子好像都不像是开关・磁阻电机的样子。转子采用了永磁同步电机常用的V字斜极结构Model3Inverte「将驱动部分和控制部分设计在一块板上，这样的优点：其一缩短了驱动信号的走线长度，减弱驱动信号的干扰；其二是,减少接插件的使用，节约成本驱动方式对比分析集成方式对比分析四、输出转速与扭矩对比分析总成功率密度与效率对比分析五、技术发展建议>LUO9SCOOOgLCOoT—臨c*>L00coy\t0)X<CD£1“対、9.…广OgO臨oi-<pCML(N9CMococo职SV—O終oo9局oLCMioL/—P：CO,-T—CO9g§00coLr：T—5CMCO<o009COcoocoOZLO财OOCN/-T—LO)zx-CO日(Nco吟"LiL丸厕M亩§1陞EN田mJEQ.通ffi题gAJEQ.<1aEN&田s。歙铝档isr<阿根sjsJIriglffi毛卷ttlALlJrcaA」料坦我材JJriKI卅w嘱号同放工同蚌卅II6WH!田llrsa娜汩庭程疯信剧tf□崟&廿反県田BriisfH薛•川驱动方式对比分析集成方式对比分析输出转速与扭矩对比分析总成功率密度与效率对比分析技术规划建议四,总成功率密度与效率对比分析□电驱动总成功率密度反映系统的集成化、小型化、轻量化技术水平；□BJEV电駆动总成最高效率及综合效率水平较高，但总成功率密度扔需继续提升。电驱动丿家英博尔精进比亚迪博世eAxleBJEV图片I%,•.如总成峰值功率170kW160kW（方线）180kW150kW160kW总成峰值扭矩360Nm320Nm330Nm300Nm360Nm总成质量84kg95kg92kg90kg96kg总成功率密度2.024kW/kg1.684kW/kg1.956kW/kg1.667kW/kg1.66kW/kg总成最高效率93.5%>92.5%>92%/93.5%（综合89.3%）

、总成功率密度与效率对比分析-节能与新能源技术路线图：到2020年，纯电驱动系统的最高效率要求291%-对于NEDC效率:目前BJEV可以做到88-89.3%,处于行业领先地位。驱动方式对比分析集成方式对比分析四、五.输出转速与扭矩对比分析总成功率密度与效率对