詳解新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊化開發(fā)的思路

2017-10-20 11:49:22 高工鋰電網(wǎng) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

我國汽車保有量2億，占全球20%，銷量占全球30%，但我國千人汽車保有量?jī)H140臺(tái)。從這個(gè)角度來看，即便中國連續(xù)八年汽車銷量世界第一，但依然屬于年輕的汽車消費(fèi)市場(chǎng)。盡管中國汽車市場(chǎng)處于朝陽期，但其油耗法規(guī)卻

我國汽車保有量2億，占全球20%，銷量占全球30%，但我國千人汽車保有量?jī)H140臺(tái)。從這個(gè)角度來看，即便中國連續(xù)八年汽車銷量世界第一，但依然屬于年輕的汽車消費(fèi)市場(chǎng)。

盡管中國汽車市場(chǎng)處于朝陽期，但其油耗法規(guī)卻在不斷增加，甚至有逐步趕超歐美的趨勢(shì)。據(jù)了解，我國從2020年1月實(shí)施國6a；2023年7月實(shí)施國6b，其中北京、上海、廣州等地將提前實(shí)施國6b；此外，國6b在2023年后還需要滿足更加嚴(yán)格的RDE循環(huán)要求。

中國油耗法規(guī)預(yù)測(cè)到2020年將達(dá)到5.0L/100km，2025年達(dá)到4.0/100km。顯然，單純依賴傳統(tǒng)動(dòng)力必然無法滿足要求，必須結(jié)合新能源技術(shù)。

事實(shí)上，隨著近幾年新能源汽車的飛速發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)已經(jīng)較為成熟了。預(yù)計(jì)到2028年，全球乘用車中傳統(tǒng)動(dòng)力占比將縮減到64%，新能源車型比例將不斷提升。而新能源車型的核心就是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀

在純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電驅(qū)動(dòng)是由減速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器組成;而在混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電驅(qū)動(dòng)是有耦合器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、雙電機(jī)控制器組成。

目前的混動(dòng)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有Add-on和DHT兩種。其中Add-on混動(dòng)變速箱基于現(xiàn)有傳統(tǒng)變速箱改制開發(fā)，現(xiàn)有市場(chǎng)上已有多款產(chǎn)品投產(chǎn)，例如ZF8P70H、VWDQ400e、Getrag7HDT300;而DHT混動(dòng)變速箱則是專用變速箱，電機(jī)與變速箱高度集成，且其功能主要依賴于集成的電機(jī)。如日產(chǎn)e-Power、本田i-MMD、豐田THS、通用EVT。

顯然，未來混合電驅(qū)動(dòng)發(fā)展的重心將在DHT混動(dòng)變速箱上。

日產(chǎn)e-Power

e-Power為雙電機(jī)串聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)，搭載應(yīng)用于Note車型。該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛行駛工況完全解耦，變速箱內(nèi)無動(dòng)力耦合裝置；(2)e-Power的電機(jī)和控制器，與LeafEV車型通用。

本田i-MMD

i-MMD系統(tǒng)為雙電機(jī)混聯(lián)式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其系統(tǒng)構(gòu)組成為2個(gè)減速箱+2個(gè)電機(jī)+1個(gè)離合器及控制單元+駐車機(jī)構(gòu)。i-MMD系統(tǒng)有多種工作模式，其中EV模式由電機(jī)驅(qū)動(dòng);串聯(lián)模式由電機(jī)驅(qū)動(dòng)+發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電;并聯(lián)模式則是全部都可以運(yùn)行，其狀態(tài)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，或者是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)+發(fā)電，還可以是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)+電機(jī)驅(qū)動(dòng);最后REV模式則是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電。

i-MMD系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過軸套結(jié)構(gòu)與中間軸同軸，且串聯(lián)在一起;(2)結(jié)構(gòu)緊湊，搭載性較好。

豐田THS

THS為雙電機(jī)混聯(lián)式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，工作模式與i-MMD系統(tǒng)相同。其系統(tǒng)構(gòu)組成為1個(gè)減速箱+2個(gè)行星排+2個(gè)電機(jī)+1個(gè)離合器器及控制單元+駐車結(jié)構(gòu)。

豐田THS系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：(1)雙行星排+雙電機(jī)結(jié)構(gòu)；(2)在滿足整車性能的前提下，基于行星齒輪的固有特性可實(shí)現(xiàn)無極變速。

通用EVT

通用EVT為雙電機(jī)混聯(lián)式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，工作模式與i-MMD系統(tǒng)相同。其系統(tǒng)構(gòu)組成為1個(gè)減速箱+1個(gè)行星排+2個(gè)電機(jī)+2個(gè)離合器器及控制單元+駐車結(jié)構(gòu)。

通用EVT的主要特點(diǎn)是：(1)單行星排+雙電機(jī)結(jié)構(gòu)；(2)在滿足整車性能的前提下，基于行星齒輪的固有特性可實(shí)現(xiàn)無極變速。

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊化開發(fā)思路

模塊化設(shè)計(jì)的概念在整個(gè)制造業(yè)中已經(jīng)是老生常談的話題了，其在成本控制和降低開發(fā)周期上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。而電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的模塊化開發(fā)主要通過系統(tǒng)零部件的模塊化設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。

模塊化設(shè)計(jì)的主要思路是用模塊化的電機(jī)、模塊化的整車控制器、模塊化的齒輪箱來組合成滿足整車性能要求的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊。

其中電機(jī)按定子直徑可分為多個(gè)系列，通過定子長度變化調(diào)整其功率，滿足純電動(dòng)和混動(dòng)車型的匹配需求;電機(jī)控制分為兩個(gè)系列，分別為單電機(jī)控制器和雙電機(jī)控制器。此外，通過模塊化設(shè)計(jì)，可以使得混動(dòng)變速箱與純電動(dòng)減速箱公用齒輪組以及P擋鎖止機(jī)構(gòu)。

最后在基于模塊化的零部件，組合成純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、串聯(lián)式混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)混聯(lián)式混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。

總結(jié)

1、為應(yīng)對(duì)油耗和排放法規(guī)，需要開發(fā)純電動(dòng)、混合動(dòng)力車型。

2、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是純電動(dòng)與混合動(dòng)力車型的核心總成。

3、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，可以降低成本、縮短開發(fā)周期。

4、電驅(qū)系統(tǒng)模塊化開發(fā)的思路是系統(tǒng)零部件的模塊化設(shè)計(jì)。

原標(biāo)題:【技術(shù)】如何做好新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊化開發(fā)?

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