42号电动性能控

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2021-10-22

动力增加,重量不变,蔚来二代电驱系统将在 ET7 上搭载

  1. 蔚来
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2021 年 10 月 19 日,蔚来在其南京的电驱系统关联企业蔚然动力举办了其即将在 ET7 车型上搭载的二代电驱系统技术交流会。蔚来 ES & EI 高级副总裁曾澍湘、蔚来电驱系统与集成部负责人毕路、蔚来智能功率电子系统部负责人洪文成等人出席活动。

电驱动主要由电机、减速器和控制器三部分组成,而电机种类则分为永磁同步电机和感应异步电机。截止目前,蔚来在电驱动系统方面已获得及在申请专利 215 项,其中发明专利 81 项。电驱系统全栈既是品牌高性能的重要背书,也是确保能够精准服务用户需求的护城河,更是稳定供给的核心因素。

碳化硅(SiC)功率模块提升低负载下的能耗表现

碳化硅具有开关速度快,关断电压高和耐高温能力强等优点,应用于主驱能够提升电动汽车的续航能力。

考虑到碳化硅的应用对于 ET7 用户体验的提升,蔚来加快了研发和制造的脚步,计划在 2021 年底实现量产,这也让即将在 2022 年 Q1 交付的蔚来 ET7,成为蔚来首款搭载碳化硅电驱动系统的车型。

在 ET7 上 负责前桥驱动的 180 kW 永磁同步电机首先落地了碳化硅模块的应用,综合损耗降低了 4%~6%,提升了 ET7 在城市工况下的功耗表现,以及有以下具体优势:

  • 更耐高温,同等体积下最大电流能力提升 30% 以上;

  • 适合更宽电压范围工作,扩展兼容性更好;

  • 开关速度更快,开关时的功率损耗更小;

  • 多目标优化的高速驱动电路设计,采用更小环路电感,更强驱动芯片,来实现更快的开关速度;

  • 多目标优化的效率控制策略,变开关频率+离散 PWM 方案可以大幅降低开关损耗,分别降低 35% 和 33.3%,而调制优化策略则能有效的将系统功率提升 5%~10%。这三项技术的加入,能够全面提升电驱动效率;

  • 主驱电机 CLTC 工况效率 ≧ 91.5%。

不只是百公里 3.9 秒的高性能

ET7 电驱动系统整体峰值功率和峰值扭矩,相比于现有的 160 kW 和 240 kW 电驱动系统,分别提升了 20% 和 23%。前永磁同步电机最大功率 180 kW,后异步感应电机 300 kW,出色的动力性能使得 ET7 百公里加速达到 3.9s。

电驱动噪声降低 5~15 dB 也是一个用户喜闻乐见的细节提升。相比于 160 kW 电驱系统,通过悬置融合控制的电驱系统总成模态优化、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,在 ET7 上实现了更好的 NVH 效果。

电驱系统在开发之初,便从整车系统进行优化设计。悬置系统的动静刚度匹配,电驱系统的模态 map 的解耦等措施的应用,确保电驱系统总体架构的实现 NVH 性能最优。

其他细节优化包括:

  1. 电机非均匀气隙及高正旋气隙磁密。电机在提升性能的同时,通过电磁优化(非均匀气隙)均衡电磁径向力,并通过气隙的正旋化,优化了扭矩波动,达到的更佳的 NVH 表现。
  1. 齿轮的齿形齿向精密优化设计。通过对 ET7 电驱动系统内部齿轮的精密加工,在大批量制造的前提下,做到了微米级别的精度控制,可以让车辆工作时齿轮啮合时更为紧密,提升了传动效率,噪音也更小,可以进一步优化 ET7 的 NVH 表现。
  1. 谐波注入算法迭代优化噪声抖动。迭代优化的谐波抑制算法,在计算出谐波电压后,可以更好的对电压使用谐波电压进行补偿,使电机工作时所产生的电磁噪音,电驱动系统整体噪声降低 5~15 dB,为用户提供更静谧的驾驶环境。
  1. 电机加热电池 NVH 的新挑战。电池在低温下的性能较弱,电机系统通过开发特殊功能,在低温下通过优化利用电机的废热加热电池,最大能提供超 4 kW 的加热功率,让电池始终处于最适宜的工作温度,在低温下能够获得更好的性能和续航表现。但是,该功能的应用也为 NVH 带来了新的挑战。蔚来通过软件谐波控制算法注入对应波长的信号,消除该工况下的噪音。

信息来源:蔚来

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