電動車型的技術迭代還是非??斓模覀冊谖祦硇庐a品上真真切切的感受到了這一點。
導語蔚來ET7是目前很多消費者非常關注的一款純電動轎車車型,近日,網通社受邀參加了蔚來汽車舉辦的溝通會,在會上,官方的工作人員向我們展示了ET7電動平臺電驅動系統(tǒng)的技術亮點以及優(yōu)勢。
作為電動汽車的動力系統(tǒng),電驅動的性能決定了整車的動力和續(xù)航表現(xiàn),是各個廠家的技術研發(fā)重點,這也是蔚來自成立起便全棧自研三電系統(tǒng)的初衷。蔚來在電驅動系統(tǒng)領域一直致力于通過技術創(chuàng)新,來獲得效率和性能都更為出色的電驅動系統(tǒng)。
電動汽車的電驅動主要由電機、減速器和控制器三部分組成,而電機種類則分為永磁同步電機和感應異步電機。而ET7的電驅動系統(tǒng)集成了上述的兩種電機,其前電機為180kW的永磁同步電機,而后電機使用的是300kW的異步感應電機。
ET7搭載的180kW前永磁同步電機,最大扭矩可達350N·m,效率最高達97.2%,控制器功率密度突破36kW/L。ET7是蔚來家族中首款采用第二代高效電驅平臺的車型,由180kW前永磁同步電機與300kW后感應異步電機組成的雙電機系統(tǒng),百公里加速時間3.9s;配合150kWh固態(tài)電池可實現(xiàn)1,000km超長續(xù)航里程,兼顧高性能和長續(xù)航性能表現(xiàn)。
說了一堆的數據,到底這套電驅系統(tǒng)哪里好?哪里是亮點?都用了什么黑科技?一起來看看。
碳化硅作為最典型的第三代寬禁帶半導體材料,具有開關速度快,關斷電壓高和耐高溫能力強等優(yōu)點。利用碳化硅功率器件設計的電機控制器,能大幅提高永磁同步電機驅動系統(tǒng)的效率及功率密度。碳化硅器件應用于主驅,還能夠提升電動汽車的續(xù)航能力。
考慮到碳化硅的應用對于ET7用戶體驗的提升,蔚來加快了研發(fā)和制造的腳步,計劃在2021年底實現(xiàn)量產,這也讓即將在2022年Q1交付的蔚來ET7,成為蔚來首款搭載碳化硅電驅動系統(tǒng)的車型。
碳化硅技術主要應用于ET7永磁電機控制器的核心電力電子器件中。這一部件的作用,是將電池的直流電轉化為電機所需的交流電。在采用了碳化硅(SiC)功率模塊后,相比傳統(tǒng)硅基模塊(IGBT),具有很多優(yōu)點:
更耐高溫,同等體積下最大電流能力提升30%以上;適合更寬電壓范圍工作,擴展兼容性更好。
開關速度更快,開關時的功率損耗更小。
并且,碳化硅模塊還使用了多目標優(yōu)化的高速驅動電路設計以及多目標優(yōu)化的效率控制策略。
多目標優(yōu)化的高速驅動電路設計,采用更小環(huán)路電感,更強驅動芯片,來實現(xiàn)更快的開關速度。
多目標優(yōu)化的效率控制策略,變開關頻率+離散PWM方案可以大幅降低開關損耗,分別降低35%和33.3%,而調制優(yōu)化策略則能有效的將系統(tǒng)功率提升5%~10%。這三項技術的加入,能夠全面提升電驅動效率。
多管齊下,最終主驅電機CLTC工況效率≧91.5%。
碳化硅材質的應用,以及多項的細節(jié)優(yōu)化,使ET7電驅動系統(tǒng)整體峰值功率和峰值扭矩,相比于現(xiàn)有的160kW和240kW電驅動系統(tǒng),分別提升了20%和23%。前永磁同步電機最大功率180kW,后異步感應電機300kW,出色的動力性能使得ET7百公里加速達到3.9s。
前180kW永磁同步電機控制器電流提升,并優(yōu)化了電機電磁方案,來提升電機功率;減速器速比也進行了調整,從9.57到了10.48,以獲得更高的輪端扭矩。
后300kW異步感應電機的控制器電流能力同樣進行了提升,并優(yōu)化了電機電磁方案,提升了電機輸出力矩。
相比于160kW電驅系統(tǒng),通過懸置融合控制的EDS總成模態(tài)優(yōu)化、電機非均勻氣隙及高正旋氣隙磁密、齒軸結構優(yōu)化設計和控制器諧波注入與控制策略的優(yōu)化,在ET7上實現(xiàn)了更好的NVH效果,車內綜合工況噪音進一步降低,帶來更為靜謐的駕乘體驗。
基于懸置融合控制的EDS總成模態(tài)優(yōu)化
EDS在開發(fā)之初,便從整車系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。懸置系統(tǒng)的動靜剛度匹配,EDS的模態(tài)map的解耦等措施的應用,確保EDS總體架構的實現(xiàn)NVH性能最優(yōu)。
電機非均勻氣隙及高正旋氣隙磁密
電機在提升性能的同時,通過電磁優(yōu)化(非均勻氣隙)均衡電磁徑向力,并通過氣隙的正旋化,優(yōu)化了扭矩波動,達到的最佳的NVH表現(xiàn)。
齒輪的齒形齒向精密優(yōu)化設計
通過對ET7電驅動系統(tǒng)內部齒輪的精密加工,在大批量制造的前提下,做到了微米級別的精度控制,可以讓車輛工作時齒輪嚙合時更為緊密,提升了傳動效率,噪音也更小,可以進一步優(yōu)化ET7的NVH表現(xiàn)。
諧波注入算法迭代優(yōu)化噪聲抖動
迭代優(yōu)化的諧波抑制算法,在計算出諧波電壓后,可以更好的對電壓使用諧波電壓進行補償,使電機工作時所產生的電磁噪音,電驅動系統(tǒng)整體噪聲降低5~15dB,為用戶提供更靜謐的駕駛環(huán)境。
電機加熱電池 NVH的新挑戰(zhàn):
電池在低溫下的性能較弱,電機系統(tǒng)通過開發(fā)特殊功能,在低溫下通過優(yōu)化利用電機的廢熱加熱電池,最大能提供超4kW的加熱功率(相當于4個家用電熱爐),讓電池始終處于最適宜的工作溫度,在低溫下能夠獲得更好的性能和續(xù)航表現(xiàn)。該功能的應用也為NVH帶來了新的挑戰(zhàn),通過軟件諧波控制算法,消除該工況下的噪音。
總結:是不是覺得有太多技術名詞,看不懂?其實三個小標題就總結了這套電驅系統(tǒng)的大部分亮點了:“更高效”、“更性能”、“更安靜”,多余的東西我們作為消費者其實也不用過于關心,一款產品能給我們帶來更好的使用體驗就是最重要的了,關于ET7到底表現(xiàn)如何,還請您關注我們以后的報道。