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深度解讀“智能電驅系統”

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”新能源戰略以及“別克藍”車標,并在8月29日和11月18日先后發布了全新一代君越30H全混動以及Velite新能源概念車,加速推進別克新能源戰略的實施。作為“別克藍”新能源戰略的核心理念,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、節能、環保為車型的開發核心理念,綜合兼顧節油環保、駕控樂趣及安全舒適,實現全面超越傳統車型的產品表現。而將這些美好愿景變為現實的核心科技之一,便是來自通用汽車的最新一代“智能電驅系統”。

深度解讀“智能電驅系統”

深度解讀“智能電驅系統”

技高“三”籌——“別克藍”智能電驅系統

作為“別克藍”新能源戰略的核心科技之一,智能電驅系統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,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

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。“別克藍”智能電驅系統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,以兩個連續可變速比和一個固定速比的輸出組合,在全車速范圍內優化發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”

“別克藍”智能電驅系統結構示意

作為“別克藍”智能電驅系統的核心部件,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,并擁有業界最優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”

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”智能電驅系統在類似傳統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”

高度集成的智能電驅系統(左)與傳統變速箱(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。“別克藍”智能電驅系統嚴格遵守通用全球標準,從零部件、子系統、整車層層考察,確保系統的耐用與可靠。同時,在“別克藍”新能源戰略規劃之下,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”智能電驅系統內部擁有兩組離合器,通過不同的組合工作狀態,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,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能的工作狀態。正是軟件與硬件的緊密配合,讓智能電驅系統能夠最大化發揮效能,并帶來兼顧節油環保、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:電機與發動機混合驅動、電力單獨驅動、發動機單獨驅動

? 智能停機:當發動機不需要驅動整車行駛時,自動切斷燃油/停止發動機轉動。例如,當車輛靜止發動,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動機,允許主電機在車速高時運行在低轉速區,提供更好扭矩,為駕駛者提供更有樂趣的駕駛體驗。

? 優化充電:當車輛在巡航以及運行在非滑行、減速或停止工況時,混合動力系統能夠控制發動機工作在效率最高的區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。混合動力系統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,為客戶帶來兼顧節油環保、駕控樂趣和安全舒適,全面超越傳統車型的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更大的品牌格局。

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