分享

Audi e-tron的电驱动平台

 知化汽车 2021-07-30

在电机这个传统技术领域,燃油车的资本还是很丰厚,只是能量利用上做得不好。

e-tron的电驱动平台,有2种电机,一大,一小,均为异步电机,二者在设计上基本相同,体积上有区别。每个电机所对应的电控也基本类似,软件的版本不一样。

  • APA250:小电机,平行出轴,250Nm

  • AKA320: 大电机,同轴,320Nm

  • APA320:大电机,平行出轴,320Nm

  • ATA250:小电机,双电机同轴,500Nm

电机的基本参数如下:

根据不同的车型和需求,选用不同的配置。

Audi e-tron S Sportback轿跑是奥迪今年推出的3电机车型,也是全球第一个量产的3电机电动汽车,这个与特斯拉Model S Plain版本在电机的布置上类似。

e-tron S Sportback 采用后轮两个小电机,前轮一个大电机的方案,推测就是ATA250+APA320

我们继续把APA250的内部结构打开,看下里面的主要部件设计,电机的定子(stator)、转子(rotor)和变速箱是三大重要结构件,电控是唯一的控制单元。这些电驱动系统都是在奥迪匈牙利Győr工厂生产的。

我们先打开电控来看下,这个玩意除了进行软件层面的所谓控制之外,就是需要对电池包的直流电和电机所需要的交流电进行转换。当年,发明直流电的爱迪生,和他的徒弟-也就是发明交流电的尼古拉·特斯拉,打了一个世纪的战争,也没分个胜负,所以总需要有个家伙来调和一下,否则两种电流不能直接互动(只是个象形的比喻!)

电控的主要参数如下:

可以看出,10秒持续的最大电流为530A,一直持续电流最大为260A。壳体是铝制的,轻量化的考虑;电控三相输出到电机的那个位置,特别考虑了密封,奥迪新设计了一种密封件,再配合上EMC密封圈,以确保密封、电磁屏蔽。很明显,电控的核心东西是Module rack这个玩意,我们再把它打开来看下:

这个电控系统是奥迪第一次自主研发的,这种趋势有利于整车企业更好的整合零部件,功能和车的集成。这里面核心的有3个硅基电源模块(power modules),这三者安装在Module rack中,从而形成B6脉冲逆变器。电源模块在rack中被双面冷却,以保证有效的热管理。整个rack的高度为82mm。对于相位电流的检测尤其重要,Audi将这个硬件电路的功能安全等级定为ASIL D,即最高等级。传感器的电流值每秒读取10000次。

接下来,我们打开电机来看看,主要看电机的定子,和转子。

定子如下:

定子的叠片铁心厚0.35mm48齿,通过特殊的胶连接在一起;铜线圈采用分布式,铜的填充率超过47%。整个电机的绝缘等级为H级。

转子如下:

转子为鼠笼式,58齿铁心叠片,鼠笼设计有散热风扇片,能够起到基本的被动散热,转子的最大的温度限制在180°C。除了基本的散热外,转子内还有液冷系统。这样,即使在最大的15000转速下也能保证转子的温度。

电机输出的功率和扭矩是非常受温度影响的,良好的热管理对电机来说同样重要,对于整车不同的工作模式,以10秒持续输出、60秒持续输出的峰值功率,和正常行驶的持续峰值功率为例,电机输出功率和扭矩如下两图:


新能源汽车电池热管理设计、测试与仿真2天高阶培训

锂电储能BMS与储能系统集成技术2天高阶培训

 

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多