导语本文基于一款新能源乘用车驱动编制高度集成化的斥地需求，研发了一款三合一电驱动编制，分析了该驱动编制的布局计划及电气道理，先容了编制冷却计划，并针对

本文基于一款新能源乘用车驱动编制高度集成化的斥地需求，研发了一款三合一电驱动编制，分析了该驱动编制的布局计划及电气道理，先容了编制冷却计划，并针对编制的散热机能举办热仿真理会磋商，结尾制制样机举办台架测试，测试结果评释，本文安排的三合一电驱动编制具有优异的输出机能。

如图1所示，电机、局限器、减速器组成了三合一电驱动编制总成斥地的症结技巧。驱动电机的中央布局由定、转子组件组成，症结质料搜罗死心质料、永磁体、电磁线、高速轴承和地方传感器等；局限器的中央布局由半导体功率器件、直流撑持电容、集成电途芯片及软件架构等组成；减/变速器症结技巧首要搜罗齿轮及轴系、密封与润滑、聚散器、推行机构、驻车编制等。

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电驱动编制的技巧目标：峰值功率55 kW，峰值转矩150 N·m，最高转速10 000 r/min。本文安排的三合一电驱动编制举座布局如图2所示，驱动电机前端与减速器衔接固定，电机局限器安设于电机与减速器的上方，此计划集成度高，举座体积较小。同时，冷却技巧行为三合一电驱动编制斥地的中央，本文将局限器冷却液出口与电机冷却液入口集成安排，实行了局限器散热水道与电机冷却水道的一体化安排，使得全盘产物本钱更低、散热成果更好。

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局限器布局如图3所示，IGBT行为中央功率器件，其症结局限因素搜罗参数及牢靠性条件、过流和短途庇护、过电压庇护等。所以，IGBT选型要归纳推敲其本身的输出服从、局限器运转峰值电压及驱动电机最大反电动势等条款。遵照技巧目标举办估计打算评估，局限器络续任务电流需到达210 A，故选用斯达HP1 IGBT模块(型号：GD400FFX65P3S)。

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为餍足技巧目标的条件，定、转子布局必要经由屡次的安排、仿真理会与校核。最终经由估计打算理会确定死心规格：外径180 mm，长度125 mm。电机机壳采用低压锻制成型，机壳内部自带螺旋式冷却水道。驱动电机定、转子布局如图4所示。

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差别于分格式电驱动编制，三合一电驱动编制集成度更高，热量纠合，编制的冷却安排是三合一产物斥地进程中的症结一环。本文的三合一电驱动编制冷却水道布局如图5(a)所示，电机机壳安排有螺旋布局水道，这种布局可能低浸流阻，加强对绕组的冷却成果。电控冷却水道出口与电机冷却水道入口集成安排;局限器水道布局如图5(b)所示，水道内安排云朵状翅片布局以增大该个别的散热面积，巩固对IGBT的冷却成果。任务时，冷却液开始由整车冷却编制进入电机局限器，对电机局限器举办冷却散热后再流入电机，对电机举办冷却，最终冷却液从电机出水口流出，达成对编制的冷却散热。

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推敲到电机峰值功率惟有55 kW，且机壳内螺旋式冷却水道络续对本体冷却散热，遵照体味判别电机任务进程中不会涌现过温情况，所以，峰值工况下的IGBT温升便行为权衡编制热牢靠性的根据。本文中心针对峰值工况下IGBT的温升举办了有限元热仿真理会，以探测IGBT芯片的温度散布，仿线所示。IGBT芯片最高温度平均正在148.4 ℃，低于IGBT的永久耐温条件(150 ℃)，可能餍足产物利用条件。

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三合一电驱动编制的电气道理如图7所示，局限编制正在12 V电源搜集下任务，通过CAN搜集与整车举办通信，局限器功率个别的逆变单位可能将直流电转化为调换电并输入至永磁同步电动机，局限器成熟的底层设备和软件算法以及各采样电途、庇护电途，可能确保电机局限器安祥任务。

三合一电驱动编制的PCB由局限板和驱动板构成，驱动单位和局限单位之间通过线束通信，避免崎岖压之间的扰乱。PCB电途寻常集成有通信电途、温度采样电途、电压采样电途、相电流采样电途、转子地方检测电途、电源转换电途、驱动电途以及各庇护功效电途等，这些电途组合正在一齐协同确保全盘三合一电驱动编制的寻常任务。

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为了进一步磋商三合一电驱动编制的输出机能，制制样机并对编制的输出性子、服从以及温升举办测试，测试台架如图8所示。

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编制输出性子如图9所示，三合一电驱动编制正在电动和发电工况下均可能安祥输出峰值功率55kW和峰值转矩150N·m。三合一电驱动服从测试结果，如图10所示，电动工况下，编制最高服从为95.5%，局限器最高服从为98%，电机最高服从为97.5%；发电工况下，编制最高服从为94.5%，局限器最高服从为97.5%，电机最高服从为97.5%。经由软件估计打算，编制服从大于80%的面积占比81.0876%，局限器服从大于80%的面积占比93.1055%，电机服从大于80%的面积占比91.172 7%。

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为确定局限器IGBT正在峰值工况下的可靠温升，对样机做温升测验。局限器入水口水温65 ℃，流量8 L/min，峰值工况下的编制温升弧线中可看出，峰值工况下IGBT内检测到的最高温度安祥正在89℃支配，阴谋芯片温度正在115 ℃以下，餍足利用条件；电机正在60 s期间内到达最高温度130 ℃支配，餍足磁钢利用条件。

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本文针对某款新能源车的斥地需求，安排了一款三合一电驱动编制，详明先容了产物的布局安排、电气道理以及冷却编制计划，并对编制的冷却机能做了热仿真理会磋商。结尾，制制样机举办台架测试，测试结果评释，本文的三合一电驱动编制具有优异的输出机能。