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精工细制 匠心铸造的智能电机系统

2018-06-14 09:24:01     来源:微电机世界网        

【大比特导读】电机驱动系统是纯电动汽车三大核心部件之一,是保证车辆拥有强大性能的关键。目前纯电动汽车的电机驱动系统已经朝着轻量化、集约化、智能化的方向发展,效率越来越高,动力越来越强。

电机驱动系统是纯电动汽车三大核心部件之一,是保证车辆拥有强大性能的关键。目前纯电动汽车的电机驱动系统已经朝着轻量化、集约化、智能化的方向发展,效率越来越高,动力越来越强。

以北汽新能源新近上市的人工智能轿车EU5为例,其搭载的北汽拥有完全自主知识产权的电机驱动系统就集高性能电机、高速减速器、电机控制系统于一身,并应用了国内首创的高压驱动集成控制单元,不但重量更轻,各项动力指标表现优异,还能为用户带来更经济的使用成本。接下来,小编就为大家一一解读这套电机驱动系统的过人之处。

(一)高性能电机

 

电机

EU5的高性能电机是由北汽新能源自主研发的全新平台永磁同步电机,使用了先进的电磁设计技术和适用于新能源乘用车的多目标极限设计、多领域精确分析以及系统集成仿真技术,实现性能大幅提升。该电机具有扭矩大、重量轻、体积小,损耗低等一系列特点,具体表现如下:

 起步加速快:相当于2.0T发动机的扭矩输出,系统输出扭矩大,爬坡能力强。动力随叫随到,响应迅速,百公里加速仅7.8秒。

持续动力强:高效率设计和优秀散热技术应用,保证高速巡航不过热,不限制输出,给用户始终如一的加速体验。160kW的功率保障了车辆动力不含糊,用户高速超车信心足。

系统效率高:电机电控联合优化设计,系统能量转换率最高达95%以上,超大范围的高效区间,使得整车能耗降低,切实保障长续航。

整机重量轻:轻量化设计,合理的设计裕量预留,节省材料而不损失性能,使得该电机相对于传统方案电机减轻25%,更好地平衡了车辆的前后重量比,使操控更舒适。

(二)高速减速器

 

电机

高转速、大扭矩的减速器是保证电动汽车动力输出的最为关键的部件,为驾驶者超车和提速提供根本保障。EU5匹配了全球一流汽车零部件供应商——美国博格华纳公司提供的减速器,从而为车辆带来更好的性能。具备来说其优点包含以下几个方面:

 低噪音:采用先进的轴齿系统的设计,配合高精度加工工艺,有效降低了齿轮错位量,进而极大限度地降低了减速箱的振动与噪声,从而为整车带来更为舒适、安静地空间。

传动高效:低滑移率的齿轮设计参数和优良的加工精度,专用润滑油品的使用,使得传动更加高效,从而带来高达98%的传动效率。直接延长整车续航里程。

安全驻坡:该系统在轴齿内部配备了全球领先的驻车机械机构,通过电子按键与EPB有效配合,无论是坡道起步,还是坡道持久停车都有了多重保障。

(三)电机控制系统

 

电机

EMD3.0智能电控包含的电机控制系统,具有优化动力、调校动能、提升能量回收效率等功能,使整车能效更高、续航更长。它具备如下四大亮点技术:

主动阻尼控制:当整车出现抖动时,控制系统通过扭矩控制算法检测转速,智能识别异常波动并适时介入,对整车抖动进行抑制,从而提高驾乘的舒适性,减少驾乘人员在加减速时因抖动造成的不适感。


 矢量控制:通过全温度范围内的高精度标定,合理分配电机的励磁电流和扭矩电流,一是使扭矩精度提高;二是使低速输出扭矩增大,加速性能好;三是使车辆控制更精准更灵活。提升了驾乘人员对动力的极致追求。

高扭矩响应速度:电机系统的扭矩响应仅受限于算法控制的电流上升速度,故应速度远高于发动机的扭矩响应速度,在任何工况下,从零扭矩到最大扭矩响应速度小于100ms,可以让整车的动力输出随叫随到。

扭矩安全控制:采用集中式控制的三层软件安全架构,电机控制系统通过扭矩估算算法,实时监控扭矩命令和输出扭矩的一致性,确保整车的动力需求,防止非预期扭矩的出现,保证了驾乘人员的人身安全。

低噪音:电控系统软件采用硬件参数调校,软件扫频控制,并配以专家团队的主观评价,大幅降低整车电磁噪音,提供安静舒适的驾乘体验。

(四)一体化动力总成

 

电机

由北汽新能源自主开发的一体化动力总成,能够将电机、减速器及电机控制系统集成在一起协调工作,可实现整车平台化、模块化和集成化,具备“集成度高、可靠性强、成本低、性能优”四大特点,具体如下:

集成度高:驱动系统采用了电机、减速器、高压控制系统(PEU)集成化设计,使架构变得更加精简,重量大大降低。

可靠性强:集成化设计采用内置三相铜排连接方案,减少了各部件的线路连接,使其工作状态下更加安全稳定,同时也有利于后期的维护保养。

成本低:EU5搭载的电驱系统将电机、减速器、高压控制系统、高效冷却润滑系统等集于一身,形成平台化设计,有效降低生产成本,从而在价格上为消费者带来更多实惠。

维护费用低:由于电机是封闭的,不需要使用机油、三滤等磨损件,一般情况下,只需要进行常规的检查维护。这样将燃油车5000公里保养一次,每次大约500元的保养费省下来了。EU5每一万公里保养一次,每次仅需半小时,平均每次保养仅需220元,为用户大大节省了用车成本。

性能优:电驱系统内部件的高度集成直接优化了电机与传动系统效率,并能在11000rpm转速范围里提供线性式的功率输出, 让EU5实现最大扭矩300N•m,最大功率160kW ,0~50km/h加速仅3.4秒,0~100km/h加速仅7.8秒,最高安全车速155km/h。

(五)One Pedal单踏板+能量回收系统

 

电机

除了搭载高性能的一体化动力总成,EU5还配备了独特的One Pedal单踏板+能量回收系统,提升了能量利用率,延长了续航里程,为用户带来更好的用车体验。

众所周知,在日常的驾驶过程中,很多动能都在刹车或减速过程中流失。而EU5通过One Pedal单踏板+能量回收系统,充分回收这部分能量。EU5的电机控制器可以通过控制电机扭矩的方向来控制电机驱动、发电。在刹车或松开油门的过程中,电机控制器通过调节交变电流的相位,将车辆动能转化为电能,从而为动力电池进行充电。

该项功能配备了“B+”和“B-”能量回收强度调节按钮,可实现三个档位的能量回收调节,驾驶者可以根据自身驾驶风格或实际路况,合理调节动能回收强度。

为了进一步增强能量回收的效果,EU5配备了One Pedal单踏板功能。在One Pedal功能打开时,驾驶员可通过单个油门踏板来控制车辆加速和减速,实现单踏板驾驶车辆。选择能量回收3档时,完全抬起油门踏板时,电机系统可产生制动力,可满足日常驾驶大部分减速需求。在深踩下油门踏板时,车辆进行正常加速,在两个油门踏板之间,实现车辆减速度的无级调节,满足用户的减速需求,用户不用频繁在油门及刹车踏板间来回切换,最大限度减少能量损耗。当无法满足减速需求时,用户仍需踩刹车以获得更大减速度。

该功能可帮助驾驶者轻松应对堵车情况,减少驾驶疲劳,有效延长续航里程。经过测试,合理使用该功能可使电能回收率高达22%以上,有效延长续航里程达70-90公里。

此外,EU5中控上还配备了蠕行开关,此功能处于关闭状态时,车辆可在one pedal能量回收系统作用下实现刹停功能,且刹停后在平直路面不踩油门不会前进。此功能打开后,轻轻踩踏刹车,即可自动慢慢前进,跟随前车,减少堵车时驾驶员不断变化刹车和电门的疲惫感,以及防止起步过度造成的事故风险;倒车入库时,亦能降低用户踩电门加速倒车产生风险的可能。

综合来说,北汽新能源EU5这套电机系统已经处于行业领先水平,甚至可以说引领着国内驱动控制产品技术的发展方向。

本文由大比特资讯收集整理(www.big-bit.com)

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