汽车电子展|新能源汽车双电机驱动技术到底有哪些优势?
对于电动汽车来说,双电机相对于单电机加主减速器或变速箱的方案在提高驱动效率方面的优势:
第一,单电机在低速、高速轻载等情况下,效率降低比较严重。电动机的高效区间虽然比内燃机大得多,但是汽车的转速和转矩要求太宽了:强大的加速性能和爬坡能力需要大的扭矩,而速度从零到上百km/h则对转速范围有非常高的要求。虽然大部分中高速工况下电动机的效率都能很高,但是在低速重载、高速轻载等情况下,电动机的效率会比高效率的区间下降20-30%。双电机则可以通过不同的搭配,让系统的高效区扩大,提升效率。
双电机可以提高制动能量回收的效率。汽车电子展了解到,在双电机耦合驱动系统中,有四个可能的操作模式:单电机驱动模式、双电机驱动模式、单电机再生制动模式、双电机再生制动模式。驱动效率和回收效率其实是一回事,当电动机工作在电动模式的时候就是驱动效率,工作在发电模式的时候就是回收效率,两台电机拥有更多的高回收效率空间,可以提高制动能量回收的效率。
双电机无动力中断。单个电机要想达到更高的效率可以通过搭配多档位变速箱实现,但是如果搭配变速箱,就会有换档动力中断的问题,而使用双电机协调控制则不会出现动力中断。
单个电机如果要满足高性能(高扭矩)和高转速范围,设计制造难度大,总重量也大。通过把单个电机分解为两个电机,可以让电机的制造难度降低,总重量也可以降低。实际上,一台100kW的电机性能不需要由一台60kW的电机和另一台40kW的电机加起来提供,一般情况下,一台40kW左右和一台30kW左右的电机组成的双电机系统就可以提供甚至超过一台100kW电机的性能,同时总重量一般可以降低30%甚至更多。
汽车电子展了解到,奔驰EQC采用了前后双感应异步电机的组合,两个异步电动机分别位于前轴和后轴,为了降低能耗,车辆还配有智能动力传动系统,前电动机经过了优化,在中低速负载的情况下可以实现高效率,而后电动机就负责提供更强的动力,来让车辆保持更好的性能。整个电动系统的功率为300kw,峰值扭矩可达到765N.m,0-100km/h加速时间为5.1秒,车速可达180km/h,百公里能耗25kW·h左右。
EQC的前后双感应异步电机的设计,从数据来看,转矩更大,在起步阶段能提供更强的加速度,拥有更高的极限转速,在高速工况下能提供更强的动力输出。这套系统的优缺点很明显,将驱动电机、单机减速器和电机控制系统进行“3合1”集成,可以减少散热管路和高压线束的使用,成本更低,在电机布置上有更大的自由度;但是能耗大、体积大是致命弱点,由于使用的是感应电机,在城市低速的工况里,会比永磁电机效率更低。
奥迪e-tron奥迪R8 etron中央双电机构型的结构特点与集中式电机驱动构型相似,两个驱动电机和两个减速器对置布置于车架上,通过较长的半轴与车轮相连,独立驱动两侧车轮。其簧下质量小,制造技术成熟,应用安装方便,但是传动系统仍需万向节和传动半轴,且占用一定的底盘空间,造成车内设计空间有限,一般多用于高性能汽车或卡车上。下图为Audi R8 etron后驱双电机。
左右车轮独立驱动的巨大优势在于,轮间的转速差、动力分配可以任意调节,通过扭矩的合理分配,便能够对车辆的转向进行辅助,这比传统车辆上的轮间扭矩分配调整范围要大得多,只要控制程序够完善,那么这辆车的运动特性将远远胜过传统动力的后驱车。
3、汽车电子展了解到,蔚来ES8创始版ES8搭载XPT"三合一"双电机驱动系统,配备前后感应+永磁双电机。XPT 100-300kW 感应电驱动系统平台,兼顾经济性与性能表现。支持与不同类型、不同功率的电驱动系统进行组合,尤其适合配置为四驱车型的前辅驱。感应电驱动平台第一款产品拥有240kW高功率高性能异步感应电机拥有、420N·m大扭矩,传动效率超过97%,在高速运转的情况下,仍能实现稳定而强劲的动力输出。XPT 240-300kW 感应电驱动系统平台,兼顾经济性与性能表现。支持与不同类型、不同功率的电驱动系统进行组合,尤其适合配置为四驱车型的前辅驱。极低的拖拽损耗表现,有助于提升整车续航里程。第一款量产品XPT 240kW感应电驱动系统拥有240kW高功率、420N·m大扭矩、15000rpm高转速,高速大扭矩齿轮箱传动效率超过97%,所搭载的铜转子感应电机在高速运转的情况下,仍能实现稳定而强劲的动力输出,其PEU电机控制器拥有独特的双三相拓扑架构设计,搭载核心IGBT功能模块,输出超强功率。
文章来源:电驱动Benchmarker--微信公众号