電動汽車 -重卡電驅橋技術要點和設計方法-解放 重汽 AVL（TMC2024）

解放、重汽、AVL（1）集成式電驅橋是重卡電驅的技術趨勢，其切換速度由技術成熟度、成本、市場認可度等綜合因素決定（2）中央電驅系統(tǒng)有其不可替代的應用場景，配套率會減少，但不會消失，未來中央電驅動系統(tǒng)和集成式電驅橋會共存重卡電驅動系統(tǒng)技術發(fā)展趨勢：（1）輕量化：電機功率密度/扭矩密度協(xié)調提升（2）高效率：最高效率/高效區(qū)顯著提升（3）持續(xù)功率大幅提升：商用車更關注持續(xù)功率，重型電驅動系統(tǒng)持續(xù)功率向360kW以上發(fā)展（4）少擋化、無動力中斷換擋（5）多層扁線化：提升高速工況輸出功率、提升效率、減少趨膚效應影響，減少交流損耗，提升輸出功率及效率（6）電機油冷化：提升電機持續(xù)功率、提升電機壽命及可靠性、潤滑和冷卻高速軸承和油封，提升壽命及可靠性、冷卻轉子磁鋼，降低轉子退磁風險（7）800V平臺碳化硅逆變器：提升續(xù)駛里程或減少電池電量、整車續(xù)駛里程增加5-10%，逆變器與電驅一體化集成，節(jié)省逆變中央電驅動系統(tǒng)構型發(fā)展趨勢（1）2020～2021年：低速單電機+傳統(tǒng)12擋AMT（2）2022～2024年：中低速單電機+4/6擋專用AMT集成式電驅橋構型發(fā)展趨勢：（1）構型技術呈“斷開式橋殼+平行軸/同軸”和“整體式橋殼+平行軸”兩種型式/雙電機、重汽單/雙電機等（3）集成度、高效率、輕量化、低成本、可靠性、舒適性是主要競爭焦點中央雙電機電驅動系統(tǒng)的優(yōu)勢雙電機電驅系統(tǒng)具有低自重、高效率、高可靠、無動力中斷、安（1）相比于單電機構型，高速雙電機可實現(xiàn)電機重量大幅降低，同時電機的高速化使得電機持續(xù)及峰值功率明顯提升（2）變速器雙4擋，雙電機解耦，實現(xiàn)多種工作模式，低負荷單電機驅動提升效率；無動力中斷換擋提升駕駛舒適性中央雙電機電驅動系統(tǒng)的挑戰(zhàn)（1）機械結構復雜，設計變量增多l(xiāng)最優(yōu)電驅構型的選擇：緊湊化、高效率、輕量化、低成本、可制造性、可服務性l動力耦合與解耦機構l雙電機與擋位、速比的最優(yōu)匹配l潤滑及冷卻系統(tǒng)的設計l單雙電機的協(xié)調控制：效率最優(yōu)、壽命平衡l擋位切換的控制：平順性、快速l雙橋驅動防滑控制l制動能量回收控制l高速電機的設計：高效率、輕量化、長壽命l高速齒輪的設計l高速軸承與高速油封的匹配應用一汽解放重卡高速高效油冷扁線電機技術基于自主開發(fā)的多目標優(yōu)化算法，建立高性能油冷電機多目標優(yōu)化分析模型，大幅提升開發(fā)效率，與水冷電機相比，油冷電機持一汽解放雙電機多擋位電驅控制技術（1）聚焦高效低能耗目標，突破少擋化雙電機系統(tǒng)高效驅動控制技術l擋位規(guī)劃與雙電機扭矩動態(tài)分配，單/雙電機8種驅動模式，實時實現(xiàn)最高系統(tǒng)驅動效率，CHTC工況電機綜合驅動效率96%l雙電機聯(lián)合驅動，在功能維度一電機作為另一電機的功能備份，從構型層面提高系統(tǒng)魯棒性（2）聚焦高可靠長壽命目標，突破雙電機長壽命動力輸出策略l智能識別工況需求，結合逆變器結溫估算技術，規(guī)劃動力輸出，抑制逆變器結溫上升過快，延長逆變器壽命l基于結溫、轉速及驅動電流進行雙電機差異累計，適時切換單/雙電機驅動模式，保證系統(tǒng)中每個電機及對應逆變器工作累計相當新能源重卡驅動型式（中國重汽）（1）中央驅動：將原發(fā)動機和變速箱的位置替換為驅動電機和多擋變速箱，傳動軸和后橋保持不變（2）電驅橋：將驅動電機和變速箱集成到后橋上，節(jié)省傳動軸等部件（1）集成化：驅動電機、減速箱與車橋集成，節(jié)省了傳動軸、懸置支架等零部件，系統(tǒng)降重20-25%（2）低能耗、高效率：減少傳遞環(huán)節(jié)，傳動效率提高2-3%（3）布置空間優(yōu)化：占用空間小，便于動力電池包布置中國重汽電驅橋關鍵技術l合理設置主減結構或者采用主動潤滑，降低攪油損失l優(yōu)化油量分布，降低壓力損失l按需潤滑，提高系統(tǒng)運行效率l考慮極端工況下的冷卻潤滑需求，如高熱重載工況、電機堵轉工況等（2）整車集成熱管理l整車集成熱管理，實現(xiàn)電機、齒輪箱與空調、電池等部件能量的相互利用l優(yōu)化不同工作模式控制策略，提高整車能量利用率（3）齒輪NVH性能優(yōu)化l齒面微觀修型，改善傳動誤差l提高齒輪加工精度，優(yōu)化靜態(tài)傳遞誤差l優(yōu)化箱體齒軸強度，避免模態(tài)共振