电动势

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2021-10-21

解密 ET7 电驱动

  1. 蔚来
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作者:苏秦

导语:我们看到了这个在大众眼里变着法子讨好客户的品牌,也有其理工直男的一面。

10 月 19 日,应蔚来邀请,我们在蔚来驱动科技南京先进制造技术中心参加了蔚来 ET7 电驱动系统媒体沟通会。

从 2021 年 1 月 9 日,蔚来在成都发布智能电动旗舰轿车 ET7,到 2021 年 6 月 22 日,蔚来宣布 ET7 将要搭载的 180kW 碳化硅电驱系统,其首台 C 样件在南京先进制造技术中心正式下线。

伴随着 ET7 迈向正式上市的步伐稳步向前,我们也有幸同蔚来电驱动系统相关负责人进行了深入浅出的交流沟通,对蔚来电驱动系统的研发、制造、测试等有了更近距离的了解,同时参观了蔚来驱动科技在南京的工厂及产线,近距离感受了先进制造、智能制造的能量和魅力。

会上,蔚来 ES&EI 高级副总裁曾澍湘先生向我们阐述了蔚来自成立以来坚持全栈自研三电系统的理念。

据其介绍,在过去 6 年中,蔚来对电驱动系统的持续投入大约在 2.5 亿人民币,已获得及在申请专利 215 项,其中发明专利 81 项。

由此,蔚来的电驱动系统由 ES8 搭载的第一代感应异步 + Si IGBT,发展到了 ET7 将要搭载的第二代永磁同步 + SiC MOSFET(碳化硅),并且第三代系统也已隐约浮现。

对于电驱动系统来说,技术升级永远围绕着 「更高效率,更高性能,更安静」 的目标,来面对竞争日益激烈的市场和满足愈发挑剔的客户需求。

碳化硅(SiC)功率模块的应用、设计方法及控制算法的优化,是蔚来第二代电驱动系统能够实现在重量体积基本不变的前提下,效率、性能、NVH 显著提升的独门秘籍。

碳化硅作为最典型的第三代宽禁带半导体材料,具有开关速度快,关断电压高和耐高温能力强等优点。利用碳化硅功率器件设计的电机控制器,能大幅提高永磁同步电机驱动系统的效率及功率密度。碳化硅器件应用于主驱,还能够提升电动汽车的续航能力。

以 180kW 永磁同步电机碳化硅模块的应用为例,其使电流能力提升 30%,电控系统的综合损耗降低了 4%~6%,综合工况效率≧91.5%,很好的改善了 ET7 在城市工况下的功耗表现。

而碳化硅材质的应用,以及多项的细节优化,使 ET7 电驱动系统整体峰值功率和峰值扭矩,相比于现有的 160kW 和 240kW 电驱动系统,分别提升了 20% 和 23%。前永磁同步电机最大功率 180kW,后异步感应电机 300kW,出色的动力性能使得 ET7 百公里加速达到 3.9s。

在效率和性能提升的同时,蔚来的工程师同样没有忽视影响客户直观感受的 NVH。相比于 160kW 电驱系统,通过悬置融合控制的 EDS 总成模态优化、电机非均匀气隙及高正旋气隙磁密、齿轴结构优化设计和控制器谐波注入与控制策略的优化,蔚来将电驱动系统整体噪声降低了 5~15dB,在 ET7 上实现了更好的 NVH 效果,车内综合工况噪音进一步降低,带来更为静谧的驾乘体验。

比较有意思的是,蔚来电驱动系统的工程师针对电机废热加热电池这一功能,同样开发出了一套谐波控制算法,使电机在为电池提供最大 4kW 的加热功率的同时,消除该工况下的噪音,全方位地提升用户体验。

参观电驱动车间同样是件愉悦的事情。同我们印象中的制造业工厂车间不同的是,这里的空间够宽敞,地面够整洁,产线及各个功能区的规划整齐有条。几十台工业机器人正按照程序 「专注高效」 地完成既定动作,AGV 在各条产线间有条不紊地运送着模块。而为数不多的产线工人,则更多的把注意力集中在设备运行的检测以及制成品的检测,加工这一步骤,就交给聪明的设备去做吧。

240kW EDS 和 160kW EDS 生产车间分别占地 20,000 平米和 25,000 平米,具备高柔性、高自动化的生产能力,规划年产能达 32 万套。

铜转子装配、激光熔焊、车削及动平衡、绕嵌线一体化、定子电加热浸漆、涂胶以及在线动态性能测试等均采用全自动化生产,配合精准可视化的监控,确保产品品质且全程可追溯。

自 2016 年公司成立以来,截至 2021 年 10 月份,已下线超过 30 万台 EDS 总成。

PEU 生产线装配的是电驱动系统的核心部件控制器,产线中最核心的 IGBT 压接线,自动化程度高达 90%,控制器装配线年产量 20 万台,压接线年产能达 30 万台,整条线整合了拧紧、压装、泄露测试、电气测试等多种工艺,同时它还是一条柔性化组装线可兼容多个型号产品的共线生产,可以更好地控制生产成本。

而针对下一代控制器所配套的生产线也已经初露端倪。

智能工厂和绿色工厂同样是蔚来电驱动工厂的标配。MES 与 SAP 的运用,使整个工厂的物料、设备、工具、产品都汇聚成大数据,为产品追溯、质量监控、过程优化提供数据支持。而地源热泵、光伏发电、能源监测,则助力实现节能减排的绿色工厂目标。

一句话总结,这样的电驱动制造工厂,符合蔚来的调性。

文末,讲讲沟通会上曾副总给大家讲的两个小花絮:

第一个,是在 2019 年蔚来陷入困境的那段时期,斌哥(CEO 李斌)那句 「再苦不能苦研发」,给当时刚启动第二代电驱动系统研发的团队注入了信心。

第二个,是斌哥要求研发 「做减法」 的理念,坚定了电驱动团队全栈自研和多合一融合的研发方向。以上这些,让我们看到了这个在大众眼里变着法子讨好客户的品牌,也有其理工直男的一面。

本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。
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