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极氪001的日电产E-Axle分析

 知化汽车 2023-01-07 发布于浙江
极氪001在电机电控上的选择有日电产和威睿两个供应商,这里主要看下日电产的这个型号为Ni200Ex即峰值功率200kW的E-Axle。

Ni200Ex是由电机、逆变器和减速器组成。逆变器位于E-Axle的上方。电控主板则为L型,MCU仍采用瑞萨电子。

这里提一下,目前很多电动汽车企业会把电控与IGBT栅极驱动电路板集成在一起,但日电产的E-Alxe仍是采用独立的电路板。

Ni200Ex的IGBT是六合一直冷式功率模块,采用的是英飞凌的IGBT。该种直冷型方案,它的功率散热模块是集成式的,在逆变器壳体内布置有冷却水路,冷却液将背面散热针导来的热量带走,从而起到冷却的效果。

IGBT驱动板的形状与英飞凌的IGBT结构类似,主要是由于IGBT的控制信号引脚采用直接焊接的方式进行连接。驱动板的作用主要是将从电机控制器发出的控制信号转换为IGBT信号相匹配的电平并进行绝缘。

这里提一下,Ni200Ex没有采用更为先进的Sic碳化硅而是采用IGBT,这使得整车会在能耗上要比Sic碳化硅高出不少,但在成本要低去很多。这要看整车在设计时的取舍,像特斯拉它在Model 3上就应用了Sic,所以特斯拉的能耗做得非常有竞争力,但Model 3在内饰上让人很失望。

Ni200Ex的电流传感器则采用了日本陶瓷生产的产品。由于电流传感器通常将内置霍尔元件的磁轭布置在电机电流流经的高压母线周围,而英飞凌IGBT又是带有长母线的端子形状,所以Ni200Exe采用了直接贯穿长母线的电流传感器形态。Ni200Ex的驱动板(上)、电流传感器(中)和母线(下)的位置关系如下图。

Ni200Ex的电机采用的是圆线绕组+油冷的方案,相对于威睿版的水冷电机,油冷的冷却效果更好些。电机的定子采用的是传统的插入分布式绕组,48个槽,通过4根螺栓固定在壳体上。

转子长度大约为188mm,从侧面看的话,转子分成8个部分的铁芯(相对位置略有差异),这主要是为了减少激励力造成的噪声。

转子的磁路每一极有3片磁铁,呈倒三角布置,磁铁的尺寸同宽,磁铁两侧的大片黑色区域是屏蔽磁路的磁通屏障,防止N极和S极之间出现短路,并填充了固定磁铁的树脂。

Ni200Ex的接地刷安装在旋转变压器盖上。

Ni200Ex的电机外壳和逆变器外壳集成为一个大型铝铸件,减速器则是标准的三轴两级方案,由输入轴上连接电机转子轴的输入齿轮、主齿轮、驱动齿轮和从动齿轮构成,均采用斜齿轮方案,这样静谧性好些。


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