2022年上半年，不少供應(yīng)商和OEM陸續(xù)推出了新一代電機(jī)的樣機(jī)，或?qū)⑿顒?shì)已久的電驅(qū)系統(tǒng)投入量產(chǎn)和應(yīng)用。這些電驅(qū)都有哪些亮點(diǎn)？

日立新一代電機(jī)和逆變器

亮點(diǎn)：超高轉(zhuǎn)速，低NV，800V 雙面水冷

日立Astemo在2022年Hitachi Review中發(fā)布了轉(zhuǎn)速高達(dá)22,000rpm的新一代電機(jī)。

鑒于最小化e-Axle整體尺寸的最理想電機(jī)轉(zhuǎn)速在20,000至25,000rpm范圍內(nèi)，日立Astemo 開(kāi)發(fā)了一種小型高速電動(dòng)機(jī)，最高轉(zhuǎn)速為22,000rpm。

日立Astemo是通過(guò)重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子來(lái)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速，主要方法一是優(yōu)化隔磁橋的曲率半徑，減小應(yīng)力集中來(lái)增加轉(zhuǎn)子芯的強(qiáng)度，一是磁極中心附近區(qū)域形成不對(duì)稱凹槽。這些是為了減少轉(zhuǎn)子和定子之間磁通密度中的較高諧波，這些諧波是振動(dòng)和噪聲的來(lái)源。

對(duì)搭載新轉(zhuǎn)子的電機(jī)的電氣特性進(jìn)行計(jì)算，表明其最大轉(zhuǎn)矩為155 Nm、最大輸出功率為120 kW。扭矩脈動(dòng)（振動(dòng)和噪聲的因素之一）估計(jì)最高值為4.5 Nm或更小。同樣，強(qiáng)度分析發(fā)現(xiàn)，在超速條件下（22,000 r/min ×1.2），最大主應(yīng)力保持在材料的屈服應(yīng)力范圍內(nèi)。

同時(shí)，日立Astemo開(kāi)發(fā)了一種載波移相控制技術(shù)，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高開(kāi)關(guān)頻率，保持轉(zhuǎn)矩紋波頻率；確保電流引起的轉(zhuǎn)矩紋波和電機(jī)固有模態(tài)引起的轉(zhuǎn)矩紋波具有相反的相位，實(shí)現(xiàn)低NV。當(dāng)用于以19,500 rpm（f 1 =1,300 Hz）運(yùn)行的高速電機(jī)時(shí)，該技術(shù)能夠?qū)?2次諧波處的振動(dòng)減少53%，同時(shí)保持穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)性能，而不會(huì)產(chǎn)生低頻電流紋波。

另外，為了實(shí)現(xiàn)高效率，日立 Astemo 開(kāi)發(fā)了一種具有高冷卻性能的功率模塊。自第一代逆變器以來(lái)，日立Astemo一直采用直接水冷方案，使用翅片底座來(lái)消除底座和翅片之間的導(dǎo)熱硅脂，從而降低熱阻。第三代及以后的逆變器采用雙面冷卻技術(shù)，進(jìn)一步將熱阻降低到先前水平的50%。

過(guò)去，大多數(shù)電動(dòng)汽車的系統(tǒng)電壓約為400 V，而目前的趨勢(shì)是800 V系統(tǒng)。日立Astemo開(kāi)發(fā)了一種通過(guò)層壓結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的絕緣板，雖然絕緣板與引線框架和散熱翅片接觸，但這些部件連接時(shí)會(huì)形成微小的空氣間隙，因此其在層壓絕緣板中間增加了導(dǎo)電箔，可降低空氣間隙兩端的電壓，使其可用于800V系統(tǒng)，同時(shí)仍保持與以前相同的熱阻。

馬勒SCT驅(qū)動(dòng)電機(jī)

亮點(diǎn)：一機(jī)兩用、高持續(xù)扭矩，集成冷卻油

馬勒新型SCT（superior continuous torque）電機(jī)體積小、重量輕、效率高，可根據(jù)客戶的需求定制，可無(wú)需使用稀土，可以長(zhǎng)時(shí)間工作且性能高效。

馬勒選擇了永久勵(lì)磁電機(jī)，因?yàn)檫@種類型能夠做到更緊湊的設(shè)計(jì)，且無(wú)需將能量作為勵(lì)磁電流轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)子上。這就使得電機(jī)更高效且無(wú)磨損。釹磁鐵是目前能夠制造的最強(qiáng)永磁體，用于在電機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)。然而，為更大程度擺脫原材料價(jià)格和地緣政治的影響，SCT電機(jī)也可設(shè)計(jì)成不使用磁鐵。憑借馬勒開(kāi)發(fā)的獨(dú)特的非接觸式變壓器，體積略大的無(wú)磁款同樣可以做到無(wú)磨損高效運(yùn)行。

SCT在特定轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)尤其高效。盡管它的設(shè)計(jì)非常緊湊和輕巧，但持續(xù)輸出功率能保持在峰值輸出90%以上，使電動(dòng)車即使在苛刻的條件下也能正常行駛，典型的場(chǎng)景比如卡車所面對(duì)的崎嶇山路、電動(dòng)轎車的反復(fù)急加速等。目前市面上能從容應(yīng)對(duì)這些場(chǎng)景的電機(jī)并不多。

馬勒全新電機(jī)通過(guò)使用創(chuàng)新的集成冷卻油，不僅更耐用，而且還能將產(chǎn)生的余熱用于車輛的整個(gè)系統(tǒng)。同時(shí)，新電機(jī)極其緊湊的設(shè)計(jì)在材料和重量成本方面具有優(yōu)勢(shì)——更輕的電機(jī)在制造過(guò)程中需要更少的材料，并增加了商用車可能的凈負(fù)載。

長(zhǎng)安七合一電驅(qū)

亮點(diǎn)：七合一，扁線，快速加熱

長(zhǎng)安的超集電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一套七合一系統(tǒng)，將整車控制器、高壓分線盒、電機(jī)控制器、直流變換器、OBC、電機(jī)、減速器“七合一”。

當(dāng)前，市面上的多合一包括五合一、六合一和八合一，在電機(jī)、電控、減速器外再集成了OBC/DCDC/PDU/VCU/BMS。車企及供應(yīng)商對(duì)多合一不斷探索的目的是減小動(dòng)力總成系統(tǒng)的體積，提高效率，控制成本。

長(zhǎng)安的超集七合一電驅(qū)系統(tǒng)最高效率達(dá)到了 95%，其中8 層扁線繞組、轉(zhuǎn)子雙V拓?fù)錁?gòu)型、低電阻導(dǎo)線，自適應(yīng)控制算法、低阻力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化分別貢獻(xiàn)了0.9%、0.4%、0.1%、1.2%和1.3%。

另外，長(zhǎng)安提出了“動(dòng)力系統(tǒng)電效率”，由電驅(qū)系統(tǒng)凈輸出有用功除以電網(wǎng)消耗功率而得，判斷的是從電網(wǎng)獲取的電能到底有多少能轉(zhuǎn)化在電機(jī)輸出端，綜合考量動(dòng)力系統(tǒng)的效率。長(zhǎng)安稱 EPA 1 平臺(tái)的電效率可以做到 78%，高于行業(yè)平均的 70%-75%。

目前在超級(jí)電驅(qū)技術(shù)上，長(zhǎng)安累計(jì)申請(qǐng)的專利數(shù)已經(jīng)達(dá)到了163項(xiàng)，其中提出了全球首創(chuàng)的微核高頻脈沖加熱技術(shù)。該技術(shù)通過(guò) IGBT 急速地開(kāi)關(guān)產(chǎn)生正負(fù)快速切換的大電流，進(jìn)而借助低溫下電池內(nèi)阻大的特征，將低溫環(huán)境中的電池快速加熱，如電池在零下 30 攝氏度的環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)每分鐘上升 4 攝氏度，帶來(lái)低溫充電時(shí)間縮短 15% 和低溫環(huán)境下動(dòng)力提升的優(yōu)點(diǎn)。這套技術(shù)在冬天使用時(shí)可以進(jìn)一步減少純電動(dòng)車帶來(lái)的里程焦慮。

通用奧特能電驅(qū)

亮點(diǎn)：扁線、自粘、全油冷

凱迪拉克LYRIQ銳歌后驅(qū)車型采用的奧特能平臺(tái)的電驅(qū)系統(tǒng)，采用三合一電驅(qū)，峰值功率255kw，峰值扭矩440Nm，最大驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)效率可達(dá)96%。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)集合了當(dāng)前的新技術(shù)熱點(diǎn)，如扁線繞組、自粘結(jié)鐵芯、全油冷冷卻。

電機(jī)扁線在定子槽內(nèi)貼合更為緊密，與定子鐵芯齒部和軛部更好接觸，保持更高的熱傳導(dǎo)效率，進(jìn)一步提升電機(jī)峰值和持續(xù)性能。

電機(jī)自粘鐵芯與傳統(tǒng)的鉚接方式相比更穩(wěn)定，且減少渦電流的發(fā)生，減少高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)，進(jìn)一步提升電機(jī)效率和NVH水平，提高效率和性能。

電機(jī)和減速箱全油冷，無(wú)需冷卻水套，采用內(nèi)置油泵，可主動(dòng)噴油進(jìn)行潤(rùn)滑與冷卻，提升了系統(tǒng)綜合效率，帶來(lái)更大的體積功率密度。

智能油溫管理模塊熱交換器，可以儲(chǔ)存變速箱油熱量，通過(guò)電機(jī)的廢熱利用提升系統(tǒng)綜合效率，在低溫啟動(dòng)快速加熱驅(qū)動(dòng)單元，常規(guī)工作模式下實(shí)現(xiàn)高效熱交換。

逆變器IGBT模塊采用的是雙面水冷，可以更好地散熱，從而提高功率密度。

馬瑞利全新800V碳化硅逆變器

亮點(diǎn)：800V，SiC

在德國(guó)巴登-巴登舉行的國(guó)際 VDI 大會(huì)“Dritev”（車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)電氣化），馬瑞利推出了全新開(kāi)發(fā)的、完整的800V碳化硅 (SiC) 逆變器平臺(tái)。

新型 800V逆變器平臺(tái)具有優(yōu)化的散熱結(jié)構(gòu)，這得益于創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)和冷卻通道設(shè)計(jì)，大大降低了碳化硅組件本身與冷卻液之間的熱阻。這是大功率應(yīng)用中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其中功率模塊的散熱非常重要。

威睿電動(dòng)200kW電驅(qū)

亮點(diǎn)：400V SiC，扁線

極氪威睿200kW SiC電驅(qū)動(dòng)總成在今年6月正式批產(chǎn)下線（SOP）。該款總成是基于吉利浩瀚架構(gòu)打造的首款SiC電驅(qū)產(chǎn)品，由威睿電動(dòng)汽車技術(shù)有限公司全新自主研發(fā)及生產(chǎn)制造。其中的核心SiC模塊則是由本土廠商芯聚能提供。

據(jù)威睿該項(xiàng)目總工劉波介紹，由于SiC模塊本身?yè)p耗低的特點(diǎn)，電驅(qū)系統(tǒng)在保持了之前IGBT版本電驅(qū)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高效、緊湊、功率及扭矩密度大、靜謐等各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)的前提下，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)效率，使得整車?yán)m(xù)航里程提升約3%~5%左右。

威睿電驅(qū)研發(fā)總負(fù)責(zé)人阮鷗表示，該總成作為威睿400V硅基IGBT 200kW電驅(qū)平臺(tái)EDS1量產(chǎn)半年后的首款量產(chǎn)的SiC產(chǎn)品，通過(guò)了吉利汽車集團(tuán)質(zhì)量控制體系的認(rèn)可，后續(xù)將陸續(xù)搭載相關(guān)車型，與此同時(shí)，下一代800V 平臺(tái)的多款產(chǎn)品將在現(xiàn)有開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的加持下快速推進(jìn)。

據(jù)了解，該電驅(qū)系統(tǒng)采用的SiC模塊是由本土廠商芯聚能自主研發(fā)生產(chǎn)。SiC模塊具備損耗低，耐壓高及運(yùn)行頻率高的特點(diǎn)，能夠幫助提升系統(tǒng)效率，本次搭載在威睿200kW SiC電驅(qū)動(dòng)總成的產(chǎn)品通過(guò)器件級(jí)可靠性AQG324的測(cè)試要求，進(jìn)而通過(guò)控制器，總成及整車級(jí)環(huán)境和可靠性耐久試驗(yàn)，論證了產(chǎn)品及系統(tǒng)的可靠性。

電機(jī)上，威睿電驅(qū)采用扁線H-pin永磁同步電機(jī)，水冷方式，定子直徑220mm，電機(jī)最高效率97.86%，效率大于85%面積區(qū)占93%。

東風(fēng)iD2電驅(qū)

亮點(diǎn)：扁線，多個(gè)東風(fēng)“首次”

6月20日，由智新科技與嵐圖汽車高效聯(lián)動(dòng)協(xié)同研發(fā)的iD2項(xiàng)目電驅(qū)動(dòng)總成在智新科技電驅(qū)動(dòng)工廠下線。產(chǎn)品將首先搭載在嵐圖汽車上。

iD2項(xiàng)目推出了兩款高功率電驅(qū)，分別為峰值功率為160kW的iD2-160和峰值功率為200kW的iD2-200。

據(jù)了解，iD2項(xiàng)目電驅(qū)動(dòng)總成是智新科技第一個(gè)全新自主開(kāi)發(fā)的電驅(qū)平臺(tái)產(chǎn)品。該項(xiàng)目歷時(shí)兩年，擁有69項(xiàng)專利發(fā)明，累計(jì)完成10萬(wàn)小時(shí)超長(zhǎng)耐久試驗(yàn)，并創(chuàng)造了多項(xiàng)東風(fēng)內(nèi)部的第一：第一次采用深度集成一體化設(shè)計(jì)技術(shù)；第一次采用8層繞組扁線技術(shù)；第一次搭載自主S3+功率模塊（IGBT）；第一次自主開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)速超過(guò)16000rpm的超靜音減速箱產(chǎn)品。

上汽星云綠芯電驅(qū)

亮點(diǎn)：8層扁線，油冷，兼容400V和800V電壓平臺(tái)

上汽純電專屬系統(tǒng)化平臺(tái)星云平臺(tái)的核心之一——綠芯”電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可覆蓋150-600kW（含雙電驅(qū)系統(tǒng)的四驅(qū)）。

“綠芯”電驅(qū)系統(tǒng)平臺(tái)化兼容400V和800V兩個(gè)電壓平臺(tái)。400V電壓平臺(tái)上，150kW、180kW、250kW的A、B、C三根電軸都能隨意搭配或者單獨(dú)使用。800V電壓平臺(tái)上，A、B、C軸的輸出功率分別達(dá)200kW、350kW和400kW。

“綠芯”電驅(qū)系統(tǒng)平臺(tái)化搭建技術(shù)來(lái)源于上汽旗下的電氣化動(dòng)力系統(tǒng)公司--上汽捷能。上汽捷能目前已發(fā)布E0、E1、E2三代動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)，即對(duì)應(yīng)星云架構(gòu)下的魔方電池和綠芯電驅(qū)。

三大平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)全部采用H-pin扁線永磁同步電機(jī)。相較于E0的4層繞組，E1、E2采用8層繞組，電機(jī)效率≥90%的區(qū)間從83%提升至88%，且最高效率提升至97%，功率密度可達(dá)5.93kw/kg，扭矩密度11.86Nm/kg。

冷卻方式上，E2電機(jī)在電機(jī)冷做了進(jìn)一步優(yōu)化，在高功率采用主動(dòng)油冷技術(shù)。

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