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深度解讀“智能電驅系統(tǒng)”

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-06-21 17:56 ? 次閱讀
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2016年4月18日,別克品牌正式公布了面向未來的“別克藍”新能源戰(zhàn)略以及“別克藍”車標,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,加速推進別克新能源戰(zhàn)略的實施。作為“別克藍”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,實現全面超越傳統(tǒng)車型的產品表現。而將這些美好愿景變?yōu)楝F實的核心科技之一,便是來自通用汽車的最新一代“智能電驅系統(tǒng)”。

深度解讀“智能電驅系統(tǒng)”

深度解讀“智能電驅系統(tǒng)”

技高“三”籌——“別克藍”智能電驅系統(tǒng)

作為“別克藍”新能源戰(zhàn)略的核心科技之一,智能電驅系統(tǒng)擔負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、新一代集成式TPIM電控模塊等核心部件,將發(fā)動機能量與電能有機地結合在一起,根據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實現平順的動力輸出,以類似無極變速的加速表現大幅提升駕控的樂趣與舒適。

“別克藍”智能電驅系統(tǒng)

技高第一籌:通用專利雙排行星齒輪組與高性能電機

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)動機與電動機,而這兩種能量源如何協作,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?!皠e克藍”智能電驅系統(tǒng)擁有通用專利的雙排行星齒輪組結構,之間布置了兩組高性能交流永磁同步電機,賦予HEV全混動車純電驅動、純發(fā)動機驅動以及油電混合驅動等多種驅動模式,有效克服了單模驅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,在全車速范圍內優(yōu)化發(fā)動機動力源與電機動力源,實現駕駛性與燃油經濟性的完美組合。

深度解讀“智能電驅系統(tǒng)”

“別克藍”智能電驅系統(tǒng)結構示意

作為“別克藍”智能電驅系統(tǒng)的核心部件,經歷四代進化的通用汽車全新12極高性能電機在材質與結構方面做了深度優(yōu)化。條形繞組構造(Bar Winding Configuration)使用長方形的繞線結構來取代傳統(tǒng)的圓形繞線結構,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,在提高電機效率的同時噪聲大幅降低;內置式釹鐵硼永磁材料確保了電機運行的高效,在高扭矩下仍然能夠保持平順的動力輸出。

深度解讀“智能電驅系統(tǒng)”

通用汽車全新12極高性能電機

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”智能電驅系統(tǒng)在類似傳統(tǒng)變速箱的體積內實現了高度集成,同軸設計雙電機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到世界最高水準,整套驅動單元及控制器重量僅為125kg,可以和傳統(tǒng)變速箱實現模塊化替換,實現多平臺車型(HEV全混動、EREV插電式增程混動、PHEV插電式混動)的靈活應用。

深度解讀“智能電驅系統(tǒng)”

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

以往獨立安置的TPIM電控模塊此次也集成在箱體中,它由三個獨立的逆變模塊(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,其中三組逆變器負責控制電機,變速箱控制器負責換擋及扭矩請求,混合動力控制器負責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)轉換為電機使用交流電(Alternate Current)的工作得以在箱體內完成,直接避免在發(fā)動機艙布置內高壓電線,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計層面的突破,也是對耐久性能的考研?!皠e克藍”智能電驅系統(tǒng)嚴格遵守通用全球標準,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”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準的質保承諾,讓消費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”智能電驅系統(tǒng)內部擁有兩組離合器,通過不同的組合工作狀態(tài),可以實現兩種主要的工作模式和一個固定速比,實現對全車速下的日常使用場景的高效。低速行駛工況下,智能電驅系統(tǒng)通過結合離合器1、斷開離合器2的操作,實現以較大的速比推動車輛,來減小對電機轉矩的要求;進入高速工況時,系統(tǒng)則通過斷開離合器1并結合離合器2切入較小速比的狀態(tài),避免電機在過高的轉速下運轉。在“高速”和“低速”兩個模式之間,還有一個固定速比,即發(fā)動機以1.54的速比(不包括主減速比)直接驅動汽車,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:電機與發(fā)動機混合驅動、電力單獨驅動、發(fā)動機單獨驅動

? 智能停機:當發(fā)動機不需要驅動整車行駛時,自動切斷燃油/停止發(fā)動機轉動。例如,當車輛靜止發(fā)動,或車輛減速時。

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

? 加速助力:當車速較高或者急加速時,主電機、輔助電機以及發(fā)動機同時工作提供充沛的動力。此模式通過協同雙電機和發(fā)動機,允許主電機在車速高時運行在低轉速區(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:當車輛在巡航以及運行在非滑行、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,整車動能可以轉化為電能給動力電池充電?;旌蟿恿ο到y(tǒng)會合理分配主副電機的制動能量回收,直到較低車速,再由電機輸出扭矩,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”新能源戰(zhàn)略的扎實推進,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”新能源車型構成的4大產品陣列,以新能源科技的領先實力開創(chuàng)更大的品牌格局。

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