詳解新能源汽車電驅動系統模塊化開發(fā)的思路

2017-10-20 11:49:22 高工鋰電網　點擊量：評論 (0)

我國汽車保有量2億，占全球20%，銷量占全球30%，但我國千人汽車保有量僅140臺。從這個角度來看，即便中國連續(xù)八年汽車銷量世界第一，但依然屬于年輕的汽車消費市場。盡管中國汽車市場處于朝陽期，但其油耗法規(guī)卻

我國汽車保有量2億，占全球20%，銷量占全球30%，但我國千人汽車保有量僅140臺。從這個角度來看，即便中國連續(xù)八年汽車銷量世界第一，但依然屬于年輕的汽車消費市場。

盡管中國汽車市場處于朝陽期，但其油耗法規(guī)卻在不斷增加，甚至有逐步趕超歐美的趨勢。據了解，我國從2020年1月實施國6a；2023年7月實施國6b，其中北京、上海、廣州等地將提前實施國6b；此外，國6b在2023年后還需要滿足更加嚴格的RDE循環(huán)要求。

中國油耗法規(guī)預測到2020年將達到5.0L/100km，2025年達到4.0/100km。顯然，單純依賴傳統動力必然無法滿足要求，必須結合新能源技術。

事實上，隨著近幾年新能源汽車的飛速發(fā)展，其產業(yè)已經較為成熟了。預計到2028年，全球乘用車中傳統動力占比將縮減到64%，新能源車型比例將不斷提升。而新能源車型的核心就是電驅動系統。

電驅動系統開發(fā)現狀

在純電驅動系統中，電驅動是由減速器、驅動電機、電機控制器組成;而在混合動力驅動系統中，電驅動是有耦合器、驅動電機、發(fā)動機、雙電機控制器組成。

目前的混動電驅動系統主要有Add-on和DHT兩種。其中Add-on混動變速箱基于現有傳統變速箱改制開發(fā)，現有市場上已有多款產品投產，例如ZF8P70H、VWDQ400e、Getrag7HDT300;而DHT混動變速箱則是專用變速箱，電機與變速箱高度集成，且其功能主要依賴于集成的電機。如日產e-Power、本田i-MMD、豐田THS、通用EVT。

顯然，未來混合電驅動發(fā)展的重心將在DHT混動變速箱上。

日產e-Power

e-Power為雙電機串聯式混動系統，搭載應用于Note車型。該電驅動系統的特點是：(1)發(fā)動機與車輛行駛工況完全解耦，變速箱內無動力耦合裝置；(2)e-Power的電機和控制器，與LeafEV車型通用。

本田i-MMD

i-MMD系統為雙電機混聯式電驅動系統，其系統構組成為2個減速箱+2個電機+1個離合器及控制單元+駐車機構。i-MMD系統有多種工作模式，其中EV模式由電機驅動;串聯模式由電機驅動+發(fā)動機發(fā)電;并聯模式則是全部都可以運行，其狀態(tài)可以是發(fā)動機驅動，或者是發(fā)動機驅動+發(fā)電，還可以是發(fā)動機驅動+電機驅動;最后REV模式則是發(fā)動機發(fā)電。

i-MMD系統的主要特點是：(1)發(fā)動機和驅動電機通過軸套結構與中間軸同軸，且串聯在一起;(2)結構緊湊，搭載性較好。

豐田THS

THS為雙電機混聯式電驅動系統，工作模式與i-MMD系統相同。其系統構組成為1個減速箱+2個行星排+2個電機+1個離合器器及控制單元+駐車結構。

豐田THS系統的主要特點是：(1)雙行星排+雙電機結構；(2)在滿足整車性能的前提下，基于行星齒輪的固有特性可實現無極變速。

通用EVT

通用EVT為雙電機混聯式電驅動系統，工作模式與i-MMD系統相同。其系統構組成為1個減速箱+1個行星排+2個電機+2個離合器器及控制單元+駐車結構。

通用EVT的主要特點是：(1)單行星排+雙電機結構；(2)在滿足整車性能的前提下，基于行星齒輪的固有特性可實現無極變速。

電驅動系統模塊化開發(fā)思路

模塊化設計的概念在整個制造業(yè)中已經是老生常談的話題了，其在成本控制和降低開發(fā)周期上具有明顯的優(yōu)勢。而電驅動系統的模塊化開發(fā)主要通過系統零部件的模塊化設計來實現。

模塊化設計的主要思路是用模塊化的電機、模塊化的整車控制器、模塊化的齒輪箱來組合成滿足整車性能要求的電驅動系統模塊。

其中電機按定子直徑可分為多個系列，通過定子長度變化調整其功率，滿足純電動和混動車型的匹配需求;電機控制分為兩個系列，分別為單電機控制器和雙電機控制器。此外，通過模塊化設計，可以使得混動變速箱與純電動減速箱公用齒輪組以及P擋鎖止機構。

最后在基于模塊化的零部件，組合成純電動驅動系統、串聯式混合動力電驅動系統混聯式混合動力電驅動系統等。