绵羊汽车生活记录 sheep汽车资讯 一种BEV架构下的两档变速-双电机动力耦合电驱动系统开发平台

一种BEV架构下的两档变速-双电机动力耦合电驱动系统开发平台

摘要:本文遵照BEV车型的架构特色提出了动力舱的观点,主意正在电驱动体例(EDS)拓荒的经过中,遵照整车部署境况下前/后动力舱的实质空间特点举行EDS体例架构的开

摘要:本文遵照BEV车型的架构特色提出了动力舱的观点,主意正在电驱动体例(EDS)拓荒的经过中,遵照整车部署境况下前/后动力舱的实质空间特点举行EDS体例架构的拓荒;同时,提出了正在整车动力舱空间下EDS功率密度的观点,即动力舱功率密度,相看待古板的EDS单机功率密度目标而言,动力舱功率密度能尤其凿凿、有用地响应出动力体例正在整车部署境况下的单元空间使用率;其次,遵照BEV车型前/后动力舱的空间组织特点,联合电驱动体例拓荒经过中的枢纽技能因素,提出了一种全新的两档变速-双电机动力耦合电驱动体例拓荒平台,该平台基于模块化拓荒的理念策画而来,通过差别的模块组合衍生出的众种EDS构型产物能够满意从A~S级乘用车及中小型商用车车型的动力拓荒需求;终末,磋议了正在BEV车型拓荒的新阶段下,OEM和Tier 1各自正在电驱动体例拓荒经过中的定位和饰演的脚色题目。

纯电动汽车(BEV)区别于古板燃油车辆最明显的特点便是以电池+电驱动体例的动力组合代替了燃油车中油箱、动员机及繁杂的变速传动体例,极大地简化了整车动力体例的硬件架构,同时也更容易完成对整车动力及能量流的管制,完成更高的整车驱动功效。BEV车辆的基础架构如图1所示:

图1. BEV整车基础架构图示BEV车辆硬件架构拓荒的重心是对整车动力及传动体例简化后各舱室空间的从头分派。BEV车型榜样的整车空间组织合键包含坐舱(Passenger Space)、电池舱(Battery Compartment)、动力舱(Drive Space)和行李舱(Luggage Space)等。各舱室的拓荒诉求也各有区别,整个如下:坐舱:合键为车辆的驾乘区域,较大的坐舱空间有助于旅客用车体验的擢升,坐舱拓荒是整车拓荒的主旨实质;电池舱:合键为容纳整车动力电池的区域,位于整车底部,组织及空间地点、尺寸相对固定,其界线对整车各舱室空间的划分影响较小;动力舱:即车辆中容纳电驱动体例硬件部署所需的空间,遵照其正在整车中的地点可分为前动力舱和后动力舱。凡是车辆的驱动形式合键有先驱、后驱和四驱三种样式,则对应的动力舱正在整车中的漫衍地点分辩为前动力舱、后动力舱和前+后动力舱。BEV车辆的驱动形式和动力舱摆设对应相干如表一所示:表一. 整车动力舱摆设列表

行李舱:即车辆的行李存储空间,因为BEV车辆整车架构的安排,除具备惯例车辆的后行李舱外,还可通过车辆前部空间的分派,摆设整车前行李舱。正在整车的四大舱室中,坐舱直接和旅客交互,优裕的座舱空间有助于旅客驾乘体验的擢升;动力舱容纳了动力单位,动力体例的优劣直接决计了车辆动力职能的口角。座舱和动力舱也是整车拓荒的重中之重。BEV车辆动力体例硬件架构的简化付与了整车正在各舱室空间组织和分派上的矫捷性,如能够通过安排前后悬参数等步伐最大化地拓展车内客舱空间,为旅客供给更好的座舱体验。以飞驰S级车型为例,其新推出的2022 BEV款EQS车型以燃油车惯例版S级车型的车身尺寸完成了加长版的舱内利用空间,便是得益于驱动体例电动化带来的对整车空间分派策画理念的改换。飞驰S级BEV车型EQS及燃油版差别车型的车身参数比较与图示分辩如表二和图2,图3所示。表二. 飞驰S级车型榜样参数列表

图4. BEV车辆动力舱地点图示如图所示,前动力舱(FDS)位于驾驶室火线的前轴中央地点,后动力舱(RDS)位于车辆后排座椅下方的后轴中央地点。前/后动力舱地点上的区别也影响了其舱室的空间特点,如正在车辆的前舱地点,出于整车碰撞和平的探求,会正在整车的X宗旨策画有优裕的碰撞缓冲区域;正在车辆界说时,为了最大控制确保整车的座舱空间,会请求坐舱前舱尽量前移;同时,其他的如VCU、小三电(如OBC、DC/DC、PDU)、热管制体例等电气部件凡是部署正在车辆前舱上部,如许就正在车辆的前舱地点酿成了一个“瘦高”的区域,这也是前动力舱-FDS的榜样空间样式特点。同样的,为了确保坐舱后排的乘坐空间,会请求后舱的高度尽可以下降,如许就正在车辆的后轴地点酿成了一个“扁平”的区域,这便是后动力舱-RDS榜样的空间样式特点。据此,遵照前动力舱“瘦高”、后动力舱“扁平”的动力舱室榜样空间特点能够提取出如图5所示的电驱动体例构型策画因素。

图5. FDS、RDS舱室空间因素图示联合电驱动体例中电机、统制器和减速器的组织特色,则前动力舱“瘦高”、后动力舱“扁平”的空间因素能够转化为前动力舱为“同轴”、后动力舱为“三明治”组织组织的电驱动体例架构基础的策画因素。前、后动力舱电驱动体例的基础动力单位构型如图6所示。

图6. FDS、RDS电驱动体例基础构型图示前动力舱采用“瘦高”的“同轴”组织、后动力舱采用“扁平”的“三明治”组织组织的电驱动体例也成为了BEV车辆平台化拓荒的根底动力模块,被环球各主流OEM广大地运用于面向改日的BEV架构整车平台的拓荒中,如公共的MEB、丰田的e-TNGA、当代的E-GMP、通用的BEV3等平台,其各自的BEV电驱体例架构分辩如图7、图8、图9、图10所示。

图10. BEV3底盘架构图示二. 两档变速-双电机动力耦合电驱动体例拓荒平台正在整车的拓荒经过中,遵照差别车型的定位和实质拓荒需求,凡是会举行相应的空间组织划分和整车动力般配,差别车型的整车尺寸、功率需求、驱动样式等的参数划分如表三所示。表三. 车型参数划排列表

看待确定车型的动力拓荒而言,便是正在整车给定的动力舱室前提下容纳能满意整车动力职能宗旨所需的动力参数,即正在整车给定的前后动力舱室空间下,部署整车所需的功率。目前整车拓荒的趋向是动力舱室的空间正在压缩,而整车的功率需求正在擢升,此消彼长的束缚,正在电驱动体例上车搭载部署的经过中,富裕使用给定的舱室空间就显得尤为紧要。据此,对电驱动体例架构的优劣应当拘束正在整车动力舱空间下能部署容纳的功率举行评议,即动力舱空间下电驱动体例(EDS)功率。相应的,对电驱动体例评议的目标能够转化为整车动力舱功率密度,即正在动力舱室空间下单元体积所能容纳的功率。相看待古板的基于电驱动体例(EDS)单机的功率密度目标而言,动力舱功率密度能尤其凿凿、有用地响应出正在给定的整车架构下动力体例正在整车部署境况里的空间使用率。遵照图5、图6所示的整车动力舱室空间因素和尺度电驱动体例动力单位构型,联合动力舱功率密度的评议尺度能够看出,前动力舱“瘦高”的EDS构型富裕的使用了整车动力舱室空间,尔后动力舱“扁平”的平行轴EDS构型,其半轴输出的三角区域正在肯定水准上形成了对后动力舱空间的极大奢华,下降了后动力舱的空间使用率。联合表三中差别车型的拓荒定位和动力需求,探求到电驱动体例举动BEV车辆基础的动力单位,再联合正在车辆及其零部件拓荒中需满意平台化和模块化拓荒的基础请求,以通过大量量坐褥的范畴效应来完成本钱最优统制的产物拓荒计谋的实质。因而正在BEV动力体例的产物界说和拓荒的经过中,对EDS架构的拓荒就提出了较高的请求,需求有较宽的功率界线,以尽可以满意更众车型的动力需求;又要能矫捷的举行功率和效力拓展,以迅速般配特定效力的拓荒请求,缩短产物拓荒周期。例如正在B~C级车型的的拓荒经过中,要优先夸大动力体例有较高的传动功效,就需求对电驱动体例的功效举行着重优化;而S~S+级车型会着重夸大动力体例应当具备优异的动力职能,这就需求搭载更大功率的电驱动体例和诸如两档变速箱等传动技能,以满意整车优越的加快体验和具备较高车速等的整车拓荒请求。为此,笔者提出一种新的BEV架构下的两档变速-双电机动力耦合电驱动体例拓荒平台,其体例架构和产物组织分辩如图11、图12所示。

图12. 两档变速-双电机动力耦合电驱动体例组织图示该体例合键由驱动电机EM1、EM2和两档变速体例组成,采用同轴输出。该拓荒平台基于模块化的拓荒理念策画而来,能够矫捷的举行产物计划拓展,通过差别的效力模块组合,衍生轶群种构型的电驱动体例产物,其可衍生的一面构型如表四所示。表四. 两档变速-双电机动力耦合EDS拓荒平台拓展电驱动体例构型汇总

该两档变速-双电机动力耦合电驱动体例拓荒平台可明显的进步电驱动体例的拓荒功效,其合键由以下好处:1、采用双电机构型,有用地拓展了电驱动体例的功率界限;2、采用两档变速,有助于优化和进步电驱动体例的功效;3、双电机体例可完成无动力结束换挡,有助于擢升动力体例的换挡品德,改进驾乘体验;4、采用基于模块化的平台架构,进步了体例的矫捷性,可通过差别模块的组合迅速酿成众种电驱动体例构型,可极大地缩短电驱产物的拓荒周期,能更众地涵盖差别的整车运用场景,能够满意从A~S级乘用车及中小型商用车车型的动力拓荒需求;5、该拓荒平台基于模块化的零部件策画,可有用进步产物零部件的通用性,有助于大幅下降产物本钱;6、双电机的构型计划更适应BEV车型后动力舱的空间因素,可明显进步后动力舱的动力舱功率密度。以上,通过两档变速-双电机动力耦合电驱动体例拓荒平台举行电驱动体例架构的筹办和产物拓荒,不失为一种电驱动产物拓荒的有用计谋。三. 新阶段下OEM和Tier 1各自的脚色定位遵照上文可知,电驱动体例拓荒的枢纽正在于对整车拓荒需求的认识,即遵照整车给定的动力舱空间因素,供给满意整车动力请求的动力体例。而目前的逆境正在于,OEM和Tier 1供应商的互相相干以及产物拓荒计谋正在新能源汽车时间已经沿用了燃油车拓荒的逻辑:Tier 1以货架产物的思绪完结产物拓荒,OEM再遵照各供应商的产物型谱举行整车般配。因为正在新能源汽车兴盛确当下,电驱动体例供应商数目的增添、OEM企业话语权的巩固以及整车拓荒节律的加疾,导致Tier 1以货架产物拓荒和供应的电驱动体例正在OEM整车拓荒经过中的般配难度越来越大,且各Tier 1供应商的产物同质化要紧,供应商之间高度内卷,这正在肯定水准上奢华了大方资源,也晦气于行业的好久兴盛。例如,目前市道上主流的电驱动体例产物遵照其体例架构合键有两品种型:“三明治”的扁平构型和‘I’形构型,分辩是遵照MEB平台的后动力舱电驱动体例和Tesla平台的电驱动产物构型模仿拓荒而来,可能是因为未能富裕认识该两种构型产物界说和拓荒背后的逻辑,只是“机器的”举行了宛如的观点策画,导致其基于Tier 1思绪拓荒出来的货架产物正在墟市推行和整车搭载的经过中受到较大离间;另一方面,国内主流的BEV OEM和VW、Tesla迥异的整车平台、车型架构、车型拓荒和坐褥形式也进一步束缚了Tier 1企业电驱动产物正在整车端的运用;其次,古板的Tier 1企业要紧缺乏对EDS产物正在整车般配经过中通盘诉求的凿凿认识,且各OEM车企车型产物的拓荒思绪和车型定位的分别,导致其对搭载的EDS产物的需求各有差别,这也是束缚Tier 1企业拓荒电驱动体例平台产物的枢纽身分。鉴于以上身分,正在BEV车型拓荒新的语境下,由Tier 1企业独立完结电驱动体例平台的拓荒是弗成以完成的美丽愿景,也不适应技能运用与兴盛的顺序。MEB平台后舱电桥和Tesla平台榜样电桥及市道上对应的电桥供应商列表如表五所示。表五. 榜样电驱动体例供应商列表

看待目前的困局,笔者方向于一种新的电驱动体例拓荒思绪,即与古板的整车动力体例拓荒形式举行切割,由OEM、Tier1撮合完结BEV 电驱动体例的拓荒事业,分辩表现各自正在整车体例集成和零部件级产物效力完成的专长,研究出既适应整车需求又能鞭策电驱动体例正向拓荒的可行途径。

看待整个的电驱动体例拓荒而言,应增强OEM企业的顶层计划才智,遵照车企的车型拓荒策划,确定相应的EDS体例架构,正在该框架下完结与整车计划相适合的体例集成拓荒,再正在Tier 1企业的配合下完结EDS体例部件级产物的效力完成,从而完结一共电驱动体例的拓荒事业,正在这个经过中,需求OEM企业的一面性能下浸,Tier 1企业体例级的效力弱化。正在新形式下,将由OEM主导,担负计划、阐明、传达整车的动力体例拓荒请求,负责更众产物拓荒中的计划与疏通妥协事业;由Tier 1企业举行协同,担负妥协Tier 2…等的合系企业,供给满意相应效力需求的电驱动体例效力模块,进而完结整车所需电驱动体例的正向拓荒。由此,才智走出OEM和Tier 1企业相得益彰、好久兴盛的电驱动产物拓荒之途。

本文合键探求了正在目前兴盛阶段下合于电驱动体例拓荒中总成架构拓荒的少许枢纽题目,区别于以往基于Tier 1思绪的电驱动体例拓荒逻辑,提出了以整车需求为导向的电驱体例拓荒思绪;同时,提出了一种BEV架构下的两档变速-双电机动力耦合电驱动体例拓荒平台,通过平台化的拓荒形式能够进步电驱动产物的拓荒功效,下降产物的拓荒及创制本钱;其次,磋议了正在电驱动体例拓荒经过中OEM和Tier 1饰演的脚色题目,通过拓荒链条中OEM和Tier 1等介入企业的脚色互补,富裕表现各自所长,以拓荒出更好般配整车需求的电驱动体例。终末,也指望借此能将BEV电驱动体例的拓荒引入一个新的阶段。

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作者: sheep

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