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连续波绕、槽内油冷、同轴减速器采埃孚EVSys800高功率密度的秘密

发布日期: 2024-01-18 20:39:57 | 来源: 华体会登入页面

  这是采埃孚在全球技术日上公布的EVSys800电驱动总成的性能参数。目前,业内主流的800V电驱动总成系统峰值功率密度约2.5-2.8 kW /kg之间,EVSys800超过当前行业主流水平。与采埃孚当前800V电驱动相比,EVSys800则减轻约40 kg,约30%。

  2023年6月底,在德国腓德烈斯哈芬举行的“采埃孚全球技术日”上,采埃孚公布两款重量级电动化产品,EVSys800电驱动总成和TherMas热管理系统方案。同时展示了搭载两款产品的概念车EVbeat。

  EVSys800如此高性能的背后,是采埃孚多项创新技术的综合体现。在现场技术交流时,采埃孚工程师告诉NE时代,EVSys800的主要创新技术包括:

  编织型连续波绕电机定子技术。相比传统的扁线定子,绕组端部尺寸降低50%,线%。

  槽内油冷技术。定子冷却时,冷却油在槽内喷出,而非端部喷出。冷却性能更好,除峰值功率提升外,75%的持续功率占比也得益于该技术。

  800V高压平台。EVSys800最高支持900+V高压平台,为满足高电压平台需求,采埃孚在电机中选用了成本更高的PEEK铜线,而非PI。电控中采用了碳化硅功率模块。

  两组行星轮式减速器。与传统减速器中减速齿轮机构与差速单独分开的方案相比,该分案通过两组行星齿轮同时集成了减速和差速功能,机构更简单,轴向尺寸更小。

  采埃孚透露,EVSys800将在2026年开始批产上市。除上述技术外,EVSys800在电机转子中不含重稀土材料,从而减轻对稀土材料的依赖,实现成本的有效降低。

  目前EVSys800的工程样机就搭载在采埃孚EVbeat概念车上,测试其在实际工况中的性能与效率表现,具体的实测参数,还在测试过程中,采埃孚并未透露。

  EVbeat的另一大惊喜在于其低温续航表现,在冬季实测中,较以往提升三分之一。低温续航的大幅度的提高来源于采埃孚的另外创新技术,热管理TherMas。

  TherMas采用三个专用热管理回路设计,集成制冷剂回路和冷却液回路,无需额外接口就可以实现整车热管理,集成化的设计的具体方案,不仅降低系统体积,还节省了系统中冷媒的使用。其中制冷剂回路采用预充和密封式设计,无需售后维护。

  在实际工作时,根据整车需要,在热管理控制系统软件的调节下,中央制冷剂可为两个独立控制的冷却回路提供不同的温度控制,包括电机和电力电子。而冷却液则不受影响,可单独正常流通。

  该方案兼容800V整车平台,为提升热管理性能,尤其是低温情况下热泵的性能,冷媒采用了无氟、天然丙烷制冷剂。因此,TherMas虽然降低了一半的冷媒,但制冷能力却提升了两倍。

  TherMas高效的热管理能力,也是EVSys800持续功率占比75%的秘密之一。除硬件本身外,还包括软件的优化。

  为此采埃孚通过车联网技术将传动系统相关的车辆系统实现联网,与采埃孚云(ZF cloud)建立连接。

  在车辆运行时,根据实时的运作情况匹配最佳的温度控制。如在低速和高扭条件下,电机的的最佳工作时候的温度点相比来说较低,而在高速和低扭情况下,温度控制则可以适当放松。

  但注意的是,合适的温度建立并不是短时间内能够实现的,需要基于实际行车需求预测最佳温度工作点后,提前进行温度控制。因此智能的温度管理系统就显得尤其重要。采埃孚基于AI和云服务预测技术,可以“学习”驾驶员的驾驶习惯,同时结合用户出行规划,提前进行温度管理,使总系统在车辆运行时处于最佳工作温度。

  “就在几个月前,这还只是一个概念。如今我们的驱动系统已经能够在跑车上实现”柯皓哲博士在介绍EVbeat时提到。为此采埃孚制定了完善的工程化落地方案加速创新技术的应用。

  以EVSys800为代表的800V电驱动系统,对碳化硅功率半导体的需求将不断增大。为此,采埃孚在今年2月,与碳化硅供应商Wolfspeed建立合作伙伴关系。双方将建立联合创新实验室,推动碳化硅在出行、工业和能源领域的应用。同时,采埃孚将支持投资Wolfspeed德国萨尔州的的一座碳化硅晶圆工厂,该工厂将生产200毫米碳化硅晶圆。

  以智能汽车中间件为例,今年5月,采埃孚通过投资印度KPIT子公司Qorix的方式,与印度KPIT公司继续深化合作,共同开发可扩展的智能汽车中间件平台和解决方案,以应对未来智能汽车系统的需求。强大的中间件能力,能够最大化挖掘包括EVSys800和TherMas在内的多种创新技术的潜力。

  采埃孚产品应用领域多种多样,除乘用车外,还包括商用车、两轮车、工程机械、风力发电等领域。不相同的领域,虽然对产品的要求不同,但技术是能轻松实现共享的。创新技术的多领域大范围的应用,能够最大化技术收益,进而推动新技术的实现。

  此外便是不同创新技术的交叉整合。采埃孚在核心零部件领域,包括电驱动、热管理、底盘等方面均有布局。除电驱动外,以线控技术为代表的底盘技术也是采埃孚重要的发展领域。在智能化技术的推动下,各零部件不再是独立控制,而是系统协同。以底盘为例,采埃孚已经掌握了车辆在纵向、横向和垂直方向上的控制技术,在该技术背景下,结合无人驾驶技术,则能提前预知、提前控制,大幅度的提高用户的底盘体验。为越来越好的实现系统协同,采埃孚将乘用车底盘技术和主动安全技术事业部合并,成立了一个全新的综合底盘解决方案事业部。新事业部将在2024年1月正式运行。不仅是乘用车领域,未来该事业部也会助力商用车、工程机械等领域的创新底盘技术实现。

  根据TrendForce多个方面数据显示,2022年全球新能源汽车销量1065万辆,同比增长63.6%。对比整体汽车总量,新能源汽车市场的快速地增长也体现了2016年采埃孚布局电动化领域的战略正确。

  但随着新能源技术的持续不断的发展,新玩家的不断涌入,新能源产业的竞争变得日趋激烈。尤其是进入2023年以来,随着补贴的退出,整车公司开始通过降价吸引消费的人。为保持产品的竞争力,各整车企业不得不加入降价的队伍中,在该背景下,产业链不可避免的也进入拼价格阶段,如果用当下热门的词汇来形容这一现象,即是“内卷”。

  NE时代认为,当下造成“内卷”的因素之一便是技术的进步并未完全赶上市场的需求,尤其是在当前的价格压力下,性能提升或是技术降本是破解“内卷”的有效方式之一。采埃孚此次推出的EVSys800和TherMas以及后续底盘技术的整合便是从技术层面去解决“内卷”。而采埃孚也不断积极的推动技术创新,正如柯皓哲博士所说“我们对自己的创新非常骄傲,我也不断地在背后推动、促使大家创新”。

  正是对未来的精准预判,和技术的不停地改进革新。即使在市场的巨大变革下,在2023年全世界汽车零部件供应商百强榜中,采埃孚依旧牢牢稳居前三。

  介绍:NE时代(New Energy Times)是为新能源时代而生的汽车产业服务平台,致力于为新能源汽车企业未来的发展提供一站式服务,聚焦产业媒体、研究咨询、会议活动等,以专业化的视角向行业输出深度洞察。

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