吉利星驱多合一电驱动

电动车千人会 2025-03-10 11:34
新能源汽车行业越来越卷,技术发展水平也越来越高,电驱动总成从早些年的3合1总成,发展到现在的6合1、7合1、8合1乃至10合1、11合1和12合1。
星驱科技研发的11合1集成了电机、电控、减速器、差速器、MCU、HBMS、LBMS、VCU、GWRC、PDU、TMS以及OBC、DC/DC,再加上集成海外版的EVCC充电控制器,形成11合1和12合1(国外版)的平台产品。
如果包含行业内定义的多合一的维度,星驱还集成有主动加热、智能动力系统,称为14合1。
电驱动总成产品:驱动电机(定转子)、逆变器(400V/800V和多合一)、减速器(单挡/多挡)、总成
高端产品:
  • 以客户为中心的产品开发
  • 全方位的端到端内部专业知识和能力
  • 所有交付的速度和效率
  • 强大的容量和可扩展的基础设施
  • 内部软件开发包括从基本软件到高级应用程序的所有层,内置于内部工具链中
项目背景--紧凑轻量级EDU
  • A级车主驱动,B/C级辅助驱动
  • 24个月SOP--虚拟A样机
  • 成本控制:有效平衡物料成本、包装、重量、性能
  • 电驱动总成<55kg
  • WLTC效率>92%
A级电动车快速市场分析
A/B/C级电动车扭矩-功率型谱

多合一集成会带来一些电磁兼容性问题,多合一集成噪声源多,同时受到总成外包络的影响,内部布局紧凑,耦合路径会非常复杂,容易产生辐射发射和传导发射等EMC问题。

(1)高低压耦合问题,可以通过高低压分区隔离及屏蔽、低压线束远离高压噪声区、滤波器优化设计等一些措施去解决。

(2)多干扰源问题。必须从噪声源头去遏制,比如低压源头和高压源头,还有一些软件协作处理,比如说转频的一些软件处理以及采用多阶滤波器增加滤波的带宽。

A级车不是按性能和最高速度行驶,而是按日常城市行驶,重新评估设计规范

随着控制器的体积、重量的增加,改变了整个系统模态,系统传递路径会发生比较大的变化,NVH会受到很多的挑战:

(1)平板模态辐射大。

问题:多合一控制器外壳体的大平面,增加了辐射噪声的风险。

解决措施:阻尼铝板,声学包裹,或者通过结构壳体的加强筋去进行一些处理。

(2)多功能集成带来NVH优化效果差。

控制器集成的功能越多,控制越复杂,电机电磁噪声风险越大,主要是要合理控制集成功能,通过一些软件的算法,比如说谐波注入、偏磁电流的补偿进行一些NVH的优化。

星驱-24个月开发周期
星驱电驱动开发三大类外部需求条件
  • 客户--功能和非功能需求
  • 生产和供应链--制造、物流和与供应商合作
  • 市场特定的可持续性、安全、质量和功能需求
电驱动系统设计要点平衡与取舍
  • SiC/IGBT:直接决定成本和效率,SiC对小型电机设计的益处较小(工作面积较小),约0.5%绝对wltc平均效率
  • 油与水冷却成本、过滤器和热交换器的重量在很大程度上由水套+电机平衡
  • 400V VS 800V:800V需要进一步研究,难以平衡逆变器的重量和性能(直流电容大小),开关频率的平衡
  • 副轴减速器设计的传动比跨度可用

电机设计最重要:

  • 对效率影响最大

  • 材料(磁铁、硅钢)和尺寸(直径和长度)之间的平衡

  • 对功率模块规格(相电流)的影响

  • 减速器设计传动比、中心距

  • 冷却系统尺寸

如果没有完全集成,使用传统技术很难达到<50kg(成本高)

断开连接的好处很小

主机厂发展电动汽车的挑战:

(1)客户期望软件定义车辆快速上市:许多功能对所有BEV都是一样的,如OBC、DCDC、MCU、BMS等。

(2)主机厂必须决定为其整车选择自己制造还是购买EDU(电驱动总成):

如何覆盖尽可能多的应用场景?

如何优化整车集成和成本?

如何在不进行大量开发和生产投资的情况下跟随技术发展趋势

(3)解决这一挑战的潜在方法:

完全垂直整合内部--由市场领导者完成;需要很长时间和大量的重复投资+车辆整合仍有待解决

构建一些组件并购买其他组件--有效!节省下集成和一些投资;系统效率和软件更新怎么办?

购买已经集成的X-in-1 EDU,速度快、投资低;依赖于一个供应商成为一个有吸引力的解决方案

促进因素 -Xin1 集成

理念:扩展传统EDU系统的范围,以集成各种车辆子系统

多合一集成能够:

硬件和软件的纵向整合,用于集成黑盒硬件和软件

不再使用多ECU车辆系统,而是将应用程序集成到MCU中并删除冗余ECU核心,应用程序的大小通常占MCU容量的25%以下

在集成Xin1时,应用负载和时序是需要考虑的重要变量

持续集成软件工厂可实现软件组件(白盒或黑盒)的快速集成

软件定义汽车:随着多核MCU算力的提升和整车控制功能的增加,多合一集成度的天花板目前来看没有最高,只有更高,后面还有空间。

多合一集成如果没有一个成熟的团队,不和整车密切联动,多专业跨领域的控制集成,非垂直一体化的自研,企业是很难实现的。

针对行业内推出的多合一产品,星驱打破部门墙、专业墙,融合控制器的硬件、软件测试和6个软件的专业团队,一百多位专家以及联合行业内顶尖的第三方,六个软件团队统一软件开发流程、统一的AutoSAR的接口规范;跨域融合,多核协同,将新能源的三电、热管理、底盘控制等功能集成在同一个MCU芯片内,基础软件和应用层软件全栈自研。

星驱L40X*-X-in-1平台

(1)将硬件功能集成到EDU中,如PDU、OBC和DCDC,可以减少外壳、电缆和连接器,并简化热管理系统

(2)将软件功能集成到MCU中,可以更有效地使用控制器

(3)与之前的设计相比,有显著的好处:

  • 总空间节省约5升,节省8%

  • 总重量减轻约3公斤,节省13%,

  • 总成本降低约20%

从7合1到12合1

虽然多合一驱动系统可以摊薄研发和制造成本,但实际操作当中,如何实现有效的通用化和平台化仍然是一个产业性的问题,有人说多合一是通用化、平台化的坟墓,过度集成可能会导致生产售后维护成本增加,同时也会影响通用化、平台化,如何保证在高性能的同时,保证它的可靠性、低成本,是企业需要考虑的问题。


EVH原创文章
1.吉利最新多合一电驱发展趋势及关键技术2.舍弗勒全新电驱集成方案一览
3.电动化关键技术进展:从动力域集成到功率半导体
4.蜂巢易创800V碳化硅电驱技术发展与布局
5.蔚来电驱动开发集成化思路的探讨

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