详解新能源汽车电驱动系统模块化开发的思路

2017-10-20 11:49:22 高工锂电网　点击量：评论 (0)

我国汽车保有量2亿，占全球20%，销量占全球30%，但我国千人汽车保有量仅140台。从这个角度来看，即便中国连续八年汽车销量世界第一，但依然属于年轻的汽车消费市场。尽管中国汽车市场处于朝阳期，但其油耗法规却

我国汽车保有量2亿，占全球20%，销量占全球30%，但我国千人汽车保有量仅140台。从这个角度来看，即便中国连续八年汽车销量世界第一，但依然属于年轻的汽车消费市场。

尽管中国汽车市场处于朝阳期，但其油耗法规却在不断增加，甚至有逐步赶超欧美的趋势。据了解，我国从2020年1月实施国6a；2023年7月实施国6b，其中北京、上海、广州等地将提前实施国6b；此外，国6b在2023年后还需要满足更加严格的RDE循环要求。

中国油耗法规预测到2020年将达到5.0L/100km，2025年达到4.0/100km。显然，单纯依赖传统动力必然无法满足要求，必须结合新能源技术。

事实上，随着近几年新能源汽车的飞速发展，其产业已经较为成熟了。预计到2028年，全球乘用车中传统动力占比将缩减到64%，新能源车型比例将不断提升。而新能源车型的核心就是电驱动系统。

电驱动系统开发现状

在纯电驱动系统中，电驱动是由减速器、驱动电机、电机控制器组成;而在混合动力驱动系统中，电驱动是有耦合器、驱动电机、发动机、双电机控制器组成。

目前的混动电驱动系统主要有Add-on和DHT两种。其中Add-on混动变速箱基于现有传统变速箱改制开发，现有市场上已有多款产品投产，例如ZF8P70H、VWDQ400e、Getrag7HDT300;而DHT混动变速箱则是专用变速箱，电机与变速箱高度集成，且其功能主要依赖于集成的电机。如日产e-Power、本田i-MMD、丰田THS、通用EVT。

显然，未来混合电驱动发展的重心将在DHT混动变速箱上。

日产e-Power

e-Power为双电机串联式混动系统，搭载应用于Note车型。该电驱动系统的特点是：(1)发动机与车辆行驶工况完全解耦，变速箱内无动力耦合装置；(2)e-Power的电机和控制器，与LeafEV车型通用。

本田i-MMD

i-MMD系统为双电机混联式电驱动系统，其系统构组成为2个减速箱+2个电机+1个离合器及控制单元+驻车机构。i-MMD系统有多种工作模式，其中EV模式由电机驱动;串联模式由电机驱动+发动机发电;并联模式则是全部都可以运行，其状态可以是发动机驱动，或者是发动机驱动+发电，还可以是发动机驱动+电机驱动;最后REV模式则是发动机发电。

i-MMD系统的主要特点是：(1)发动机和驱动电机通过轴套结构与中间轴同轴，且串联在一起;(2)结构紧凑，搭载性较好。

丰田THS

THS为双电机混联式电驱动系统，工作模式与i-MMD系统相同。其系统构组成为1个减速箱+2个行星排+2个电机+1个离合器器及控制单元+驻车结构。

丰田THS系统的主要特点是：(1)双行星排+双电机结构；(2)在满足整车性能的前提下，基于行星齿轮的固有特性可实现无极变速。

通用EVT

通用EVT为双电机混联式电驱动系统，工作模式与i-MMD系统相同。其系统构组成为1个减速箱+1个行星排+2个电机+2个离合器器及控制单元+驻车结构。

通用EVT的主要特点是：(1)单行星排+双电机结构；(2)在满足整车性能的前提下，基于行星齿轮的固有特性可实现无极变速。

电驱动系统模块化开发思路

模块化设计的概念在整个制造业中已经是老生常谈的话题了，其在成本控制和降低开发周期上具有明显的优势。而电驱动系统的模块化开发主要通过系统零部件的模块化设计来实现。

模块化设计的主要思路是用模块化的电机、模块化的整车控制器、模块化的齿轮箱来组合成满足整车性能要求的电驱动系统模块。

其中电机按定子直径可分为多个系列，通过定子长度变化调整其功率，满足纯电动和混动车型的匹配需求;电机控制分为两个系列，分别为单电机控制器和双电机控制器。此外，通过模块化设计，可以使得混动变速箱与纯电动减速箱公用齿轮组以及P挡锁止机构。

最后在基于模块化的零部件，组合成纯电动驱动系统、串联式混合动力电驱动系统混联式混合动力电驱动系统等。