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全新“超能电机” 解析中车电驱动系统“T”动力

2018-09-27 作者:司基 来源:中国客车网

  电驱动系统一直以来都是中车的核心产品之一,中车历来重视电驱动系统的技术改进。中车电动依托于高铁50多年的技术积累,通过技术融合、优化和创新,不断研发新能源商用车电驱动核心技术。

  中车电动自主研发制造的新能源商用车电驱动系统“T”动力,产品包括了电机控制器、驱动电机、电池三大新能源汽车核心部件(本文重点关注控制器和电机)。“T”动力系统具有高性能、高可靠性、高安全的特性,集八大核心功能于一身,可进一步提升新能源汽车的运行效能和运营能力。

  “T”动力产品溯源

  据中国客车网了解,“T” 动力由中车电动团队自主研发,产品经过了五代技术更新迭代。第一代产品批量化生产后,成功应用于2008年北京奥运会专用纯电动大巴,从此我国新能源电驱动系统正式迈入规模化生产阶段。从第四代开始,中车电动改变设计语言,控制总成原本的分立式结构被集成后的箱体结构所代替,整体重量减轻了30%,能耗降低50%。

  此外,中车电动还依托中车株洲所自主化IGBT投产为突破口,进一步打通了元器件IGBT、电机控制器关键部件、系统集成的全产业链,形成了自主研发、生产、检验的完善管理体系,让“T”动力成为货真价实的中国造。

  最新一代“T”动力产品在外观设计上可圈可点,曾先后夺得“iF”和“红点”两项世界顶级设计大奖。同时“T”动力也做到了“内外兼修”,根据中车电动最新的官方信息介绍,“T”动力产品防护等级均达到IP68,可实现浸入1.5米的水下24小时。可以说,“T”动力在应对高温、高寒、高原、涉水等极端环境的挑战方面,做到了行业领先。

  高集成度,八合一控制总成

  “T”动力的最大亮点是其控制总成,结构设计从过去的分立式趋向集中管理,集成驱动控制器、整车控制器、DCDC等八个关键元器件为一个箱体,它体重不到35公斤,体积是同类控制总成的一半,宽度仅为A2打印纸大小,是一款国内体积最小、集成度最高、最可靠的控制总成。

  相较于前几代,“T”动力的控制总成瞬间功率大、调速范围宽,转矩密度大,可满足新能源客车在不同路况下的瞬间启动和加减速需求,还能帮助车辆爬上40度的陡坡。体积小、质量轻,也便于车辆的安装拆卸,易于日常运营过程中的维护保养。

  电机采用双绕组设计

  一直以来,“T”动力电机采用永磁同步,直驱设计,高效区间更广,传动效率更优;直驱电机的无级变速设计,动力平顺,低噪音,乘驾更舒适;中车电机为了实现轻量化设计,采用全铝机壳设计,体积小,重量轻,转矩密度达到12Nm/kg。

  最新一代中车电动电机设计也是“T”动力的一大亮点。在近期举行的2018年德国汉诺威展上,中车电动发布了全新一代客车“新巴客”,该车搭载了中车电动自主研发的双绕组设计电机,中车电动把该电机定义为“超能电机”。

  如果说发动机是汽车的心脏,那么,电机无疑就是纯电动车的心脏。中车电动副总经理汪伟表示:“超能电机采用‘双绕组’特殊设计,比普通电机的动力强近1.5倍,且运作更加平顺。

  通过两套绕组的配合工作,整车动力系统能够在不同情况下均保持高效工作。当其中的一套绕组因为故障不能工作时,另一套绕组还能够独立驱动整车行驶,最大限度降低驱动系统故障导致的车辆抛锚。

  中国国家电动汽车专家郭淑英评价:“在电动客车领域,‘双绕组’电机设计很少见。简单来说‘双绕组’设计类似电脑处理器的‘双核’原理,是一种很好的创新。”

  技术路线规划和产品战略

  郭淑英认为,电机驱动系统向着高效率、高转矩密度、高功率密度以及高集成度方向发展,整个阶段经历了从分立式、到功能集成化,再到机电一体化发展过程。依靠关键技术的突破创新提高核心竞争力,已成为新能源汽车领域的共识。

  中车电驱动目前主要是传统的集中驱动,郭淑英表示,下一步中车在电机驱动技术路线方面,集中驱动、轮边、轮毂电机等几种技术路线将会并行发展,针对不同的应用场合,不同的用户需求,中车都能提供优质全面的服务。

  未来,中车电机驱动系统技术将不断升级,进一步提高效率,提升可靠性。在系统集成能力、电机控制技术、电磁兼容技术、电力电子器件等方面,中车有望长期保持优势。

  中车在新能源领域的商用车市场上有较强竞争力,电驱动系统的技术储备和产能布局已经逐步完成,预计到2025年将实现产销100万套电驱动系统。

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