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北京车展展露了电驱动系统哪些发展趋势?

2020-09-29  懒人葛优瘫
北京车展展露了电驱动系统哪些发展趋势?

800V、三合一、七合一、两档双电机、SiC……

电驱动领域的问题是还没产生统领全局的龙头企业,而纵观汽车产业链的发展历史,我们往往会发现,市占率会集中于两三家企业。因此,电驱动领域的竞争现在虽然激烈,但还没到白热化的状态,家家企业拥有入列TOP3的希望。

能够看到,老玩家不断创新、迭代技术,以期收拢更多的客户;新玩家进入,从高端或多合一强势进入,来吸引更多的注意。技术创新成为电驱动企业竞争的要点之一。

北京车展将这一现象展示得淋漓尽致。通过新老玩家的产品展示,或许我们能够发现电驱动系统接下来会朝着什么方向发展。

800V高端电驱动系统

万得集团旗下高端电驱动品牌RHIVA(莱茵动力)正式亮相。它算是电驱动领域的新玩家。

该新玩家原为德国蒂森克虏伯动力总成事业部,今年6月被万得集团锦州汉拿电机并购。蒂森克虏伯800V电驱动系统业务及整个研发团队被纳入到锦州汉拿电机麾下,化身为新品牌RHIVA,进入高端电驱动领域。

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据了解,RHIVA品牌产品覆盖多个领域,功率从3kW到300kW,电压从48V到800V,可以为多种车型提供电驱动系统。

但既然作为全球高端电驱动品牌,800V三合一电驱动系统才是它的特色产品。它历经4年时间诞生,采用欧洲流行的无稀土永磁体,具有高度集成化、轻量化、高效率的优势,实现了更经济的成本。万得集团称,该产品突破了功率密度与效率的界限,相比市场同类产品,功率密度提高20%,效率高出5%,后续会在欧洲首先进行小批量生产。

欧洲是追逐800V电驱动系统的主要地区,应用车型集中在这里,比如保时捷、奔驰、奥迪、宝马旗下都推出相关电动汽车或概念车。当然,除了欧系车企外,还有现代起亚的高端化BEV、通用800V纯电动皮卡。

这说明,高端电动汽车车企将800V电驱动系统作为重要的方向。出身于德国的蒂森克虏伯动力总成事业部看到这一趋势,对800V电驱动系统进行重点布局。

除了高端800V驱动系统,锦州汉拿电机在国内的新能源动力产品也纳入RHIVA品牌,并将在锦州设立新能源电动汽车驱动总成系统生产基地,预计至2025年,各类驱动产品产能达到100万套,产值125亿元。

高度集成的三合一

博格华纳此次在北京车展着重露出的是适用于纯电力驱动和P4混动的集成式电驱动系统iDM。这套系统实际上在2019年1月eDM二合一但驱动系统量产后就已经被推出,但此次博格华纳详细地展出它的信息。

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不同于已量产的eDM产品,博格华纳iDM eAxle系统集合了电子控制装置。iDM eAxle电子控制装置目前采用主流的IGBT。

iDM的工作电压为220-480V直流电压(VDC),根据客户的不同的整车电压平台,该系列产品可提供高达160kW的峰值功率和3800N.m的峰值扭矩。iDM采用发卡式扁线定子绕组电机技术。扁线和发卡式绕组技术,可大幅提升电机的功率密度,均是电机的发展方向。

iDM系列产品拥有高集成度、高效率和轻量化的特性,提供三种型号——iDM200和iDM220,可根据设计架构和不同应用,轻松集成于乘用车和轻型商用车的前轴或后轴上。除纯电动汽车外,iDM也适用于P4混合动力汽车,即电机位于前轮驱动车辆的后轴上。

到2025年之前,博格华纳的iDM电驱动系统还将提供峰值功率达到300kW、峰值扭矩达到4500N.m的产品。

为应对现代车辆系统中不断增加的数据交换需求,博格华纳的先进控制器还可与CAN,CAN FD总线和flexray配合使用。

智能化的七合一电驱动

华为在北京车展前夜发布了业界首款超融合的动力域解决方案。其多合一电驱动系统不仅集成了BCU、PDU、DCDC、OBC、MCU、电机、减速器七大部件,实现了机械部件和功率部件的深度融合,同时还将智能化带入到电驱动系统中,实现端云协同与控制归一。

它的七合一电驱动分120kW和150kW两类。其中120kW的电驱动系统重量仅65kg,尺寸为410mm*400mm*330mm。此外,电驱动系统实现了低噪音(NVH 78 dB)。

华为指出,DriveONE电驱动系统的亮点在于三层平台化架构:电动化数字开发平台+硬件平台+软件平台,在AI和大数据的加持下,可以大幅提升开发效率(提升10%),助力车企提升产品竞争力。

北京车展展露了电驱动系统哪些发展趋势?
北京车展展露了电驱动系统哪些发展趋势?

性能得到进一步升级,对比以往方案,DriveONE系统的NEDC效率能够达到89%、SOC检测精度更高(±3%)、能耗更少(电机余热回收免PTC),续航能力提升80km,同时功率密度可达到2.1kw/kg。

最惹人瞩目的特点是它考虑到车辆的OTA升级。它将智能化引入到电驱动系统里,通过采用集中扁平式OTA架构,在保证性能提升的同时简化路径以及降低版本复杂度,将行业内普遍10min的升级时间缩短至30s。

广汽新能源双电机集成“四合一”电驱系统

此次广汽新能源也发布了其最新的高性能电驱动方案:“两档双电机四合一集成电驱”,这一方案通过将两个电机和控制器、减速器集成在一起,实现了340kW的功率性能,轮边扭矩可达6100N·m,同时结合扭矩、转速智能动态调整,电机变频控制,和电机主动加热和余热利用等功能,综合驱动效率达到90%,里程较三合一总成提升3%。该方案相较于两个单电机三合一方案,实现功率提升13%,体积减小30%,重量减少25%。并且具有单档单电机、单档双电机、两档双电机等多种驱动模式,兼顾高速性能和经济性,并且具有OTA功能,可以通过算法更新迭代,提高性能,优化能耗,带给消费者常新的驾驶体验。

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在后桥集成双电机本身并不罕见,Tesla Model S/X,国内的荣威 Marvel X 都有在后桥集成双电机的方案,其中Tesla通过集成双电机后桥电驱系统总功率高达375kW,百公里加速度不足3秒,但Tesla的双电机系统虽然提升了动力性能,并未兼顾能耗,整车续航里程有所下降。而此次广汽新能源发布的系统则通过双档电机和控制算法、策略等途径对低速的工况有所优化,兼顾全速域的性能和经济性。据悉,广汽新能源的Aion LX未来将会配置这一系统,配合前驱电机,实现百公里加速3s以内的动力性能。

SiC功率器件

博世的电桥也是三合一电驱动系统,但它的重点不在于此,而在于电机控制器的核心部件——功率器件。

它的IGBT功率模块将率先实现批量生产,供应给在华客户。同时,它推出了最新研发的碳化硅功率器件。

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与传统硅基材料产品相比,碳化硅功率器件在实现更高开关频率的同时,保持较低能量损耗和较小芯片面积,为电动汽车和混合动力汽车增加高达6%的续航里程。博世的碳化硅功率器件今年在北京车展首次展示,这也是其在全球范围内首次亮相。

博世提供750V和1200V碳化硅MOSFET,应用于逆变器、DC/DC转换器以及电动/混动车辆的车载充电器中,根据客户需求也可提供裸片。它采用双通道沟槽栅极技术,可实现单位面积下更低的导通电阻,减少开关和传导损耗,进而实现更优异的性能和效率。【END】

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