電動(dòng)汽車三合一電驅(qū)系統(tǒng)技術(shù)是指將電控、電機(jī)和減速器集成為一體的技術(shù),隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷演進(jìn),集成化設(shè)計(jì)將無可爭辯地成為未來發(fā)展的趨勢,在這一領(lǐng)域國內(nèi)廠商也有涉及,國外的GKN、ZF和BOSCH相對(duì)走在前列,并已在部分車型上有所應(yīng)用。
1GKN吉?jiǎng)P恩(納鐵福)
GKN吉?jiǎng)P恩中國合資企業(yè)(納鐵福)將在上海工廠進(jìn)行最新電驅(qū)動(dòng)橋(eDrive) 技術(shù)的生產(chǎn),將電動(dòng)機(jī)、逆變器和eAxle減速箱置于同一封裝空間。
▲GKN吉?jiǎng)P恩三合一電驅(qū)系統(tǒng)(電控+電機(jī)+減速器)
▲GKN雙速三合一電驅(qū)系統(tǒng)
埃隆·馬斯克(Elon Musk)最近將Model S P85D的最高速度提高到了155英里每小時(shí),3.2秒的沖刺速度達(dá)到了60英里每小時(shí),但它仍然采用了單速的固定齒比減速器。但寶馬i8使用了一個(gè)緊湊的雙速變速箱,除了提升最高車速作用明顯以外,雙速減速器對(duì)速度、扭矩的調(diào)節(jié),也節(jié)省了電機(jī)的能量,使其動(dòng)力輸出曲線更加合理,使得續(xù)航里程有了明顯增加。
2BOSCH博世
博世Bosch近日發(fā)布了新動(dòng)力系統(tǒng)e-axle電動(dòng)軸,使電動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)可提供更佳的續(xù)航力。
BOSCH e-axle將3個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)零件:馬達(dá)、電力電子及變速箱合而為一,形成精實(shí)的單一機(jī)組。由于這些零件具備極高的靈活性,電動(dòng)軸可安裝在油電混合動(dòng)力車和電動(dòng)車、小型車、SUV,甚至是輕型卡車上
博世BOSCH eAxle電驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品系列按照平臺(tái)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)輸出功率從50kW到300kW,扭矩從1000NM到6000NM不同的變型產(chǎn)品。產(chǎn)品輸出功率為150kW,扭矩3800NM。
從展示剖面照片和左右特寫可以看到左側(cè)為大功率永磁同步電機(jī)。
電機(jī)上部為電機(jī)功率控制逆變器。中間黑色接插件為低壓通訊控制信號(hào)接插件。右側(cè)橘紅色接插件為高壓直流母線。從左側(cè)的特寫中可以看到電機(jī)功率控制逆變器的大功率交流驅(qū)動(dòng)母線已被集成到電機(jī)左側(cè),長度大幅減短。電機(jī)的右側(cè)為變速箱(減速齒輪結(jié)構(gòu))和輸出軸。
博世BOSCH電驅(qū)動(dòng)橋特點(diǎn):
扭矩范圍1000~6000牛米
功率范圍50~300kW
重量約90kg(e.g。輸出功率150kW)
可用于總質(zhì)量7.5噸以內(nèi)的車型
三合一電驅(qū)系統(tǒng)將原來獨(dú)立的電機(jī)、變速箱和包括逆變器在內(nèi)的功率電子模塊集成到一個(gè)外殼當(dāng)中將使得整個(gè)電驅(qū)動(dòng)橋成本更低、體積更小和效率更高。生產(chǎn)成本降低的同時(shí),其體積將降低超過20%。
博世BOSCH在法蘭克福車展宣布與Nikola電動(dòng)卡車合作,率先將其電驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品應(yīng)用在重型新能源卡車之中。該車型將配備雙電驅(qū)動(dòng)橋,動(dòng)力電機(jī)確定延續(xù)至博世BOSCH的SMG(separate motor generator)高性能動(dòng)力電機(jī)并集成入電驅(qū)動(dòng)橋eAxle。
3ZF三合一電驅(qū)系統(tǒng)
采埃孚(ZF)在傳動(dòng)系統(tǒng)電驅(qū)化領(lǐng)域的貢獻(xiàn)頗豐:采埃孚(ZF)研發(fā)的適用于小型和中型轎車的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品,能很好的適應(yīng)未來的城市交通狀況。
其驅(qū)動(dòng)單元安裝于車橋中部,最大輸出功率為120千瓦,能保證在低速情況下就能輸出高扭矩值。并且,其動(dòng)力電源是與電驅(qū)裝置集成為一體的。
采埃孚(ZF)推出了全新配置的驅(qū)動(dòng)概念即功能增強(qiáng)版:電源被集成在電驅(qū)橋中,輸出功率增至120千瓦。輪邊電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)扭轉(zhuǎn)梁(eTB)是采埃孚(ZF)研發(fā)的另一項(xiàng)電驅(qū)技術(shù),它將半獨(dú)立懸掛系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)集成為一體,左右輪各擁有一套緊湊的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),將變速器和電機(jī)集成在一個(gè)單獨(dú)的鋁制外殼中。
采埃孚(ZF)的電驅(qū)模塊的核心是一個(gè)異步電機(jī),無需使用帶釹或鏑等稀有元素的接地材料。此外,這樣裝置還包括了一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的單速比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力電源和一套控制程序。
得益于兩級(jí)減速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新的高轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì),采埃孚(ZF)電驅(qū)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速可達(dá)21,000 轉(zhuǎn)/分鐘,同時(shí)還具備電能轉(zhuǎn)化效率高和性能優(yōu)異的特點(diǎn)。在車輛剛起步時(shí),電驅(qū)系統(tǒng)就可產(chǎn)生17,00 牛·米的扭矩,使車輛可在9 秒內(nèi)完成百公里加速。該電驅(qū)系統(tǒng)的峰值功率為90 千瓦。
對(duì)于許多純電動(dòng)車來說,電動(dòng)馬達(dá)和逆變器共同運(yùn)行在一個(gè)特定行駛工況時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的能量損失,而采埃孚(ZF)推出的電驅(qū)裝置則解決了這個(gè)問題。采埃孚(ZF)通過對(duì)整套電驅(qū)系統(tǒng)的性能優(yōu)化,使得電能轉(zhuǎn)換效率提升6%。這款電驅(qū)裝置的重量約45 公斤,在同等輸出產(chǎn)品中設(shè)立了重量標(biāo)桿,而采埃孚(ZF)還在對(duì)此不斷研發(fā)以進(jìn)一步提升其輸出/重量比。
采埃孚(ZF)采用了全新配置的增強(qiáng)版電驅(qū)系統(tǒng):電動(dòng)馬達(dá)的輸出功率增至120 千瓦和2,500 牛?米的扭矩。集成化的動(dòng)力電源是這款裝置的一大特點(diǎn)。同時(shí),采埃孚(ZF)也在研發(fā)適用于各個(gè)輸出級(jí)別的模塊化系統(tǒng),以更好的滿足不同客戶和車輛的需求。未來,采埃孚(ZF)的電驅(qū)系統(tǒng)將不再僅僅適用于小型車和緊湊型車,而將依托車橋混合動(dòng)力模塊,將產(chǎn)品線進(jìn)一步拓展到中高級(jí)別的前輪驅(qū)動(dòng)轎車。
采埃孚已經(jīng)開發(fā)了輪邊電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)扭轉(zhuǎn)梁的原型,其核心系統(tǒng)都已完成調(diào)校。輪邊電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)扭轉(zhuǎn)梁的核心在于半獨(dú)立懸掛系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)的集成:左右輪各擁有一套緊湊的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),將變速器和電機(jī)集成在一個(gè)單獨(dú)的輕量化鋁制外殼中。另外,利用多面壓合連接技術(shù)來實(shí)現(xiàn)鋁制推力桿與鋼制橫結(jié)構(gòu)的鏈接,也是這個(gè)項(xiàng)目的另一大亮點(diǎn)設(shè)計(jì)。
采埃孚的這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)是專為微型車和小型車研發(fā)的。其單個(gè)電機(jī)裝置可提供40千瓦的動(dòng)力,總輸出動(dòng)力為80千瓦。該輪邊電驅(qū)可與后橋集成一體,擁有高度模塊化的機(jī)構(gòu),并可以實(shí)現(xiàn)左右輪不同的扭矩分配。
輪邊電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)扭轉(zhuǎn)梁的設(shè)計(jì)沿襲了采埃孚中央電驅(qū)模塊的輕量化和高速設(shè)計(jì)。同時(shí),在場工程師表示,相對(duì)輪上電驅(qū)裝置,輪邊電驅(qū)的裝載方式對(duì)車輛的非簧載質(zhì)量不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響,即輪邊電驅(qū)相對(duì)輪上電驅(qū)能抗擊震動(dòng),帶來駕駛平順性。
▲ZF低地板客車電驅(qū)動(dòng)橋(系統(tǒng))
(1)傳承ZF公交車橋一貫的輕量化設(shè)計(jì)理念
(2)內(nèi)置一體式電機(jī)設(shè)計(jì),高度集成在車橋內(nèi)部,沒有獨(dú)立的電機(jī)外殼
(3)水冷高轉(zhuǎn)速電機(jī)與大減速比減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),使得電機(jī)尺寸更小,系統(tǒng)高效區(qū)更寬
(4)在整車設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí),不需要傳動(dòng)軸等機(jī)械硬連接,經(jīng)測算重量一般能輕250-500kg
▲ZF電驅(qū)系統(tǒng)
輪邊電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)扭轉(zhuǎn)梁的集成化設(shè)計(jì)有效節(jié)約了安裝空間,電機(jī)直接固定在車體上,不再需要額外的機(jī)械驅(qū)動(dòng)部件,因此有效釋放了車輛中央的裝載空間,為汽車制造商們進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)計(jì)提供發(fā)揮的空間。這套裝置與車身的連接點(diǎn)與傳統(tǒng)的車橋系統(tǒng)相似,因而可以輕松實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有的技術(shù)模塊的對(duì)接,此外,它也可以匹配傳統(tǒng)車型所用的制動(dòng)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)輪彀尺寸。
▲ZF三合一電驅(qū)系統(tǒng)(前置前驅(qū))
4其他電驅(qū)系統(tǒng)
▲HONDA三合一電驅(qū)系統(tǒng)
▲Porsche保時(shí)捷
▲Daimler Benz 前置前驅(qū)三合一電控系統(tǒng)
-
電動(dòng)汽車
+關(guān)注
關(guān)注
155文章
11691瀏覽量
227900 -
電機(jī)
+關(guān)注
關(guān)注
141文章
8772瀏覽量
143771 -
減速器
+關(guān)注
關(guān)注
7文章
387瀏覽量
23146
原文標(biāo)題:技術(shù)丨解讀GKN、BOSCH和ZF三合一集成電驅(qū)系統(tǒng)(電驅(qū)動(dòng)橋)
文章出處:【微信號(hào):gh_f5227855ca21,微信公眾號(hào):中汽汽車電子電器信息】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論