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深度解讀“智能電驅(qū)系統(tǒng)”

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-06-21 17:56 ? 次閱讀

2016年4月18日,別克品牌正式公布了面向未來的“別克藍(lán)”新能源戰(zhàn)略以及“別克藍(lán)”車標(biāo),并在8月29日和11月18日先后發(fā)布了全新一代君越30H全混動以及Velite新能源概念車,加速推進(jìn)別克新能源戰(zhàn)略的實(shí)施。作為“別克藍(lán)”新能源戰(zhàn)略的核心理念,EVness電氣化駕乘體驗展示了別克對于未來新能源汽車的訴求,即以智能電氣化、高效、節(jié)能、環(huán)保為車型的開發(fā)核心理念,綜合兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣及安全舒適,實(shí)現(xiàn)全面超越傳統(tǒng)車型的產(chǎn)品表現(xiàn)。而將這些美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的核心科技之一,便是來自通用汽車的最新一代“智能電驅(qū)系統(tǒng)”。

深度解讀“智能電驅(qū)系統(tǒng)”

深度解讀“智能電驅(qū)系統(tǒng)”

技高“三”籌——“別克藍(lán)”智能電驅(qū)系統(tǒng)

作為“別克藍(lán)”新能源戰(zhàn)略的核心科技之一,智能電驅(qū)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)新能源車輛的動力分配工作,通過通用專利雙排行星齒輪組、兩組高性能交流永磁同步電機(jī)、新一代集成式TPIM電控模塊等核心部件,將發(fā)動機(jī)能量與電能有機(jī)地結(jié)合在一起,根據(jù)行駛工況來分配不同的動力輸出模式,確保車輛時刻處于最高效的狀態(tài),最大化減少能量消耗。同時,通用專利雙排行星齒輪組能夠?qū)崿F(xiàn)平順的動力輸出,以類似無極變速的加速表現(xiàn)大幅提升駕控的樂趣與舒適。

“別克藍(lán)”智能電驅(qū)系統(tǒng)

技高第一籌:通用專利雙排行星齒輪組與高性能電機(jī)

對于混合動力汽車來講,無論是HEV全混動、EREV插電式增程混動還是PHEV插電式混動,都擁有兩個的能量源:汽油發(fā)動機(jī)與電動機(jī),而這兩種能量源如何協(xié)作,是否高能高效,是一個汽車品牌新能源科技能力的最直接展現(xiàn)。“別克藍(lán)”智能電驅(qū)系統(tǒng)擁有通用專利的雙排行星齒輪組結(jié)構(gòu),之間布置了兩組高性能交流永磁同步電機(jī),賦予HEV全混動車純電驅(qū)動、純發(fā)動機(jī)驅(qū)動以及油電混合驅(qū)動等多種驅(qū)動模式,有效克服了單模驅(qū)動單元選擇靈活度低、傳動效率差的限制,以兩個連續(xù)可變速比和一個固定速比的輸出組合,在全車速范圍內(nèi)優(yōu)化發(fā)動機(jī)動力源與電機(jī)動力源,實(shí)現(xiàn)駕駛性與燃油經(jīng)濟(jì)性的完美組合。

深度解讀“智能電驅(qū)系統(tǒng)”

“別克藍(lán)”智能電驅(qū)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

作為“別克藍(lán)”智能電驅(qū)系統(tǒng)的核心部件,經(jīng)歷四代進(jìn)化的通用汽車全新12極高性能電機(jī)在材質(zhì)與結(jié)構(gòu)方面做了深度優(yōu)化。條形繞組構(gòu)造(Bar Winding Configuration)使用長方形的繞線結(jié)構(gòu)來取代傳統(tǒng)的圓形繞線結(jié)構(gòu),使得其直流阻抗減低以及具有更好的散熱特性,以便與其它部件進(jìn)行深度集成,并擁有業(yè)界最優(yōu)的能量密度以及扭矩承載能力,在提高電機(jī)效率的同時噪聲大幅降低;內(nèi)置式釹鐵硼永磁材料確保了電機(jī)運(yùn)行的高效,在高扭矩下仍然能夠保持平順的動力輸出。

深度解讀“智能電驅(qū)系統(tǒng)”

通用汽車全新12極高性能電機(jī)

技高第二籌:高度集成下的“小身材、模塊化”

作為HEV全混動車的核心部件,“別克藍(lán)”智能電驅(qū)系統(tǒng)在類似傳統(tǒng)變速箱的體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高度集成,同軸設(shè)計雙電機(jī)與雙排行星齒輪巧妙組合布置,在性能、散熱和封裝方面均達(dá)到世界最高水準(zhǔn),整套驅(qū)動單元及控制器重量僅為125kg,可以和傳統(tǒng)變速箱實(shí)現(xiàn)模塊化替換,實(shí)現(xiàn)多平臺車型(HEV全混動、EREV插電式增程混動、PHEV插電式混動)的靈活應(yīng)用。

深度解讀“智能電驅(qū)系統(tǒng)”

高度集成的智能電驅(qū)系統(tǒng)(左)與傳統(tǒng)變速箱(右)體積相似

以往獨(dú)立安置的TPIM電控模塊此次也集成在箱體中,它由三個獨(dú)立的逆變模塊(逆變器-A、逆變器-B、電子泵逆變器)、變速箱控制器、混合動力系統(tǒng)控制器等組成,其中三組逆變器負(fù)責(zé)控制電機(jī),變速箱控制器負(fù)責(zé)換擋及扭矩請求,混合動力控制器負(fù)責(zé)扭矩分配和能量管理。值得一提的是,隨著TPIM電控模塊的集成,電池直流電(Direct Current)轉(zhuǎn)換為電機(jī)使用交流電(Alternate Current)的工作得以在箱體內(nèi)完成,直接避免在發(fā)動機(jī)艙布置內(nèi)高壓電線,大幅度提高耐久性能和安全性能。

新一代TPIM電控模塊

高度的集成化不僅是設(shè)計層面的突破,也是對耐久性能的考研。“別克藍(lán)”智能電驅(qū)系統(tǒng)嚴(yán)格遵守通用全球標(biāo)準(zhǔn),從零部件、子系統(tǒng)、整車層層考察,確保系統(tǒng)的耐用與可靠。同時,在“別克藍(lán)”新能源戰(zhàn)略規(guī)劃之下,別克新能源車型將擁有高于國家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)保承諾,讓消費(fèi)者安心享受新能源汽車帶來的綠色與便利。

技高第三籌:“雙模”+固定智能控制,時時效率最大化

“別克藍(lán)”智能電驅(qū)系統(tǒng)內(nèi)部擁有兩組離合器,通過不同的組合工作狀態(tài),可以實(shí)現(xiàn)兩種主要的工作模式和一個固定速比,實(shí)現(xiàn)對全車速下的日常使用場景的高效。低速行駛工況下,智能電驅(qū)系統(tǒng)通過結(jié)合離合器1、斷開離合器2的操作,實(shí)現(xiàn)以較大的速比推動車輛,來減小對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的要求;進(jìn)入高速工況時,系統(tǒng)則通過斷開離合器1并結(jié)合離合器2切入較小速比的狀態(tài),避免電機(jī)在過高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。在“高速”和“低速”兩個模式之間,還有一個固定速比,即發(fā)動機(jī)以1.54的速比(不包括主減速比)直接驅(qū)動汽車,此時車輛同樣處于高效節(jié)能的工作狀態(tài)。正是軟件與硬件的緊密配合,讓智能電驅(qū)系統(tǒng)能夠最大化發(fā)揮效能,并帶來兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣及安全舒適的EVness電氣化的駕乘體驗。

附:別克全新一代君越HEV全混動工作模式包括:電機(jī)與發(fā)動機(jī)混合驅(qū)動、電力單獨(dú)驅(qū)動、發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動

? 智能停機(jī):當(dāng)發(fā)動機(jī)不需要驅(qū)動整車行駛時,自動切斷燃油/停止發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動。例如,當(dāng)車輛靜止發(fā)動,或車輛減速時。

? 純電驅(qū)動:主電動機(jī)在較低車速, 憑借電池中儲存的能量提供所有動力。主電機(jī)低速時能平順提供275Nm的最大扭矩,為車輛提供穩(wěn)定強(qiáng)勁的加速。

? 加速助力:當(dāng)車速較高或者急加速時,主電機(jī)、輔助電機(jī)以及發(fā)動機(jī)同時工作提供充沛的動力。此模式通過協(xié)同雙電機(jī)和發(fā)動機(jī),允許主電機(jī)在車速高時運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速區(qū),提供更好扭矩,為駕駛者提供更有樂趣的駕駛體驗。

? 優(yōu)化充電:當(dāng)車輛在巡航以及運(yùn)行在非滑行、減速或停止工況時,混合動力系統(tǒng)能夠控制發(fā)動機(jī)工作在效率最高的區(qū)域來給動力電池充電。

? 制動饋能:在車輛滑行和減速時,整車動能可以轉(zhuǎn)化為電能給動力電池充電。混合動力系統(tǒng)會合理分配主副電機(jī)的制動能量回收,直到較低車速,再由電機(jī)輸出扭矩,使得扭矩輸出過渡平滑,避免了整車的抖動。

展望

隨著“別克藍(lán)”新能源戰(zhàn)略的扎實(shí)推進(jìn),別克將在2017年推出EREV插電式增程混合動力車,2018年推出PHEV插電式混合動力車,2019年推出EV純電動車,為客戶帶來兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣和安全舒適,全面超越傳統(tǒng)車型的EVness電氣化駕乘體驗。同時,伴隨著新能源產(chǎn)品的不斷豐富,別克業(yè)已形成由高檔舒適、高檔轎跑、高檔SUV和“別克藍(lán)”新能源車型構(gòu)成的4大產(chǎn)品陣列,以新能源科技的領(lǐng)先實(shí)力開創(chuàng)更大的品牌格局。

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