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本文是根據(jù)8月8-9日在青島舉辦的第十四屆國際汽車變速器及驅(qū)動技術(shù)研討會（TMC）現(xiàn)場聆聽材料整理而成。 總目錄 第1章 電驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢概述 第2章 驅(qū)動電機(jī) 第3章 減速器和多擋箱 第4章 控制器和碳化硅 第5章 電驅(qū)動總成 第6章 混合動力 第7章 商用車電驅(qū)動 第8章 電驅(qū)橋和輪轂電機(jī) 第3章 減速器和多擋箱 3.1 多擋化的需求和優(yōu)勢 3.2 帶離合器和同步器的多擋系統(tǒng) 3.3 扭矩矢量和斷開系統(tǒng) 3.4 無離合器和同步器的多擋變速箱 3.5 電驅(qū)動軸承 3.6 非對稱齒輪 3.7 法雷奧電子油泵 3.1 多擋化的需求和優(yōu)勢 電驅(qū)動的發(fā)展方向，一是更高的功率、扭矩密度，更高的極限輸出轉(zhuǎn)速，更高的系統(tǒng)效率，更低的系統(tǒng)成本，更高的NVH性能，這樣的背景誕生出了非常多元化的細(xì)分的技術(shù)路線，比如說高速化、油冷、高壓化、斷開裝置、雙電機(jī)、SIC、勵磁，等等。
多檔可以增加扭矩，同時提高了車輛的速度，增加的扭矩把電機(jī)變得更小一點(diǎn)，這樣可以減少損失，同時實(shí)現(xiàn)更高的效率。通過配備兩檔之后，不僅可以增加在低檔的最大扭矩還可以提高最高的車速，可以優(yōu)化電機(jī)的最佳的高效區(qū)間，同時增加續(xù)航里程。 多檔化是一個好的技術(shù)方案，比如兩檔變速箱在低速檔的時候把速比做大一點(diǎn)，加速時間、爬坡性能會好一點(diǎn)，高速檔的時候可以把效率做高一點(diǎn)，所以在一些性能車做一些多檔的解決方案。但是隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速越來越高，可以把速比做大一點(diǎn)，并且隨著碳化硅這些技術(shù)的應(yīng)用，多擋的整個差異化也不是我們想象的那么明顯，所以有一部分企業(yè)的選擇就是用高轉(zhuǎn)速電機(jī)或者用碳化硅技術(shù)來做這些性能車，這樣也能達(dá)到同樣的效果。
從控制角度來講，電機(jī)的響應(yīng)快，多檔在檔位切換過程當(dāng)中有時間的損耗，加了一個檔位之后又要在換檔過程當(dāng)中去解決這些問題，這個時間怎么平衡，或者怎么把它做得更快一點(diǎn)，這是需要去考慮的一個因素。 隨著電機(jī)性能的發(fā)展，現(xiàn)在電機(jī)效率帶寬已經(jīng)做得非常寬了，如果我們要是進(jìn)攻德國市場，多檔的確是有需求的，因?yàn)樗罡哕囁傩枰龅?50公里甚至更高，這樣單檔很難覆蓋住低檔的加速性能和高速油耗，但是在中國的工況情況下面目前電機(jī)的發(fā)展來說，單檔已經(jīng)可以滿足中國客戶基本的需求了。
六個維度總結(jié)一下多檔化的優(yōu)點(diǎn)： 第一：降低電機(jī)的性能需求，一檔的大傳動比可以減少電機(jī)最大扭矩和峰值功率，二檔小傳動比可以降低電機(jī)最高轉(zhuǎn)速，降低對驅(qū)動電機(jī)的性能需求。 第二：提升整車動力性，采用相同電機(jī)，一檔大傳動比可以提升加速、爬坡性能、二檔小傳動比可以提升最高車速，提升整車的動力性能。 第三：提升整車的經(jīng)濟(jì)性，通過對兩個速比以及換檔規(guī)律的優(yōu)化，可以改善電機(jī)運(yùn)行的效率，提升整車的經(jīng)濟(jì)性增加續(xù)航里程。 第四：改善NVH及可靠性，二檔小傳動比降低了電機(jī)最高轉(zhuǎn)速，降低驅(qū)動系統(tǒng)高頻嘯叫和高速振動，提高整車品質(zhì)，改善NVH性能，同時改善高速旋轉(zhuǎn)件失效風(fēng)險(xiǎn)。 第五：匹配油冷扁線電機(jī)。降低了電機(jī)峰值轉(zhuǎn)速需求，規(guī)避扁線電機(jī)高速集膚效應(yīng)，充分發(fā)揮油冷扁線電機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢，極大地提升電驅(qū)動系統(tǒng)和功率密度。 第六：降低系統(tǒng)成本。若保持相同的動力性及經(jīng)濟(jì)性需求，通過降低電機(jī)性能需求及電池容量，可降低系統(tǒng)成本。 3.2 帶離合器和同步器的多擋系統(tǒng) 博格華納現(xiàn)在的兩擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面分為兩部分，一檔系統(tǒng)通過多模式離合器來進(jìn)行換檔操作，二檔系統(tǒng)是通過濕式離合器進(jìn)行操作，同時為了提升效率增加了同步器，實(shí)現(xiàn)智能斷開和智能駐車，可以選裝電子限滑差速器，提高整車的效率和整車穩(wěn)定性。
▲1st Gear
具體來說，多模式離合器可以起到狗齒+單向離合器的目的，多模式離合器要實(shí)現(xiàn)斷開模式的時候，會通過執(zhí)行結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙向的扭矩，要切換成單向離合器的模式就落到了卡槽中，這樣就變成了單向的模式。 另外，集成了斷開和駐車功能，通過不同的離合器的模式切換的，要把兩個齒輪同時斷開這個是叫智能斷開，這樣可以進(jìn)一步提升整車的效率。
實(shí)現(xiàn)斷開就是同時斷開和一檔和二檔這個是智能斷開，這個過程當(dāng)中不需要額外的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。
智能駐車和智能斷開是反過來的一檔和二檔同時結(jié)合，這樣就實(shí)現(xiàn)了智能駐車的功能，所有的離合器保持在鎖止的狀態(tài)，這個是智能駐車的模式。 從一檔到二檔的過程，設(shè)計(jì)理念是動力換檔的設(shè)計(jì)理念，兩檔的離合器在一檔的時候，可以能量回收可以倒車，在一檔的時候多模式離合器鎖止同步器斷開，常閉式離合器斷開，要將常閉離合器打開，減少同步器需要的換檔，把常閉式打開的時候?qū)⑼狡鬟M(jìn)行換檔，同步器進(jìn)行換檔完之后將常閉式離合器回歸到換檔的過程，將一檔換到了二檔，最后為了進(jìn)一步提升效率，將多模式離合器再從單相模式切換成雙向，進(jìn)一步的減少多模式的損失。
同步器是配合常閉式離合器使用的，有一個方案是多模離合器配常開的離合器，這個時候就把同步器取消了。第一是為了效率考慮的，如果沒有同步器，內(nèi)部還有一些損耗，我們將同步器斷開的時候，離合器還是閉合狀態(tài)，這個時候是不會損耗的。加同步器實(shí)現(xiàn)兩個主要的功能，一個是智能斷開，還有一個是智能駐車，不用引入額外的駐車系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)兩個功能。 3.3 扭矩矢量和斷開系統(tǒng) 博格華納的扭矩矢量管理系統(tǒng)研發(fā)動機(jī)有兩點(diǎn)，第一，在電驅(qū)當(dāng)中用雙離合系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的差速器實(shí)現(xiàn)扭矩矢量的作用，第二，集成斷開功能，現(xiàn)在應(yīng)用目標(biāo)是電動和混動P4架構(gòu)，現(xiàn)在這個產(chǎn)品還是放在后驅(qū)輔驅(qū)上的，所以說這個是我們?yōu)槭裁催@個產(chǎn)品是需要斷開功能的。 扭矩矢量有助于提升車輛動態(tài)穩(wěn)定性，集成了斷開功能可以提升整車的效率，降低整車的電耗。通電驅(qū)系統(tǒng)里面有離合器的系統(tǒng)還可以起到整個傳送器限扭的作用，避免扭矩沖擊。
▲博格華納扭矩矢量分配 這個系統(tǒng)是通過雙離合來控制左后輪和右后輪之間的扭矩分配，傳統(tǒng)的后輪，傳統(tǒng)的左輪和右輪是通過差速器來實(shí)現(xiàn)，這個是通過離合器，每個離合器單獨(dú)的控制左右輪， 這款產(chǎn)品是因?yàn)槭羌闪藬嚅_功能，為了最大程度上提系統(tǒng)的效率，很大程度從系統(tǒng)本身，產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了優(yōu)化，通過一系列的優(yōu)化，將整個的斷開模式下拖拽扭矩降至2NM以下。最大扭矩容量是單邊2600NM可拓展，我們是第六代的執(zhí)行器并集成控制器，有AUTOSAR、CAN、CANFO等安全功能。 關(guān)于電橋斷開系統(tǒng)，現(xiàn)在針對于電四驅(qū)輔驅(qū)的這種效率的提升，輔驅(qū)動非工作狀態(tài)的時候針對整車扭矩或者是說功率損耗的降低有兩種方案，一個是用感應(yīng)電機(jī)，再就是利用這個同步電機(jī)+動態(tài)系統(tǒng)，方案是同步電機(jī)+動態(tài)系統(tǒng)。
▲博格華納扭矩矢量管理器 我們通過系統(tǒng)的仿真，包括跟各個客戶進(jìn)行交流，現(xiàn)在保守估計(jì)，這個系統(tǒng)可以將整車的能耗節(jié)約大概是1%—5%，現(xiàn)在跟有的客戶進(jìn)行道路的測試，現(xiàn)在拿到的結(jié)果是比5%的效果好很多。
▲華域麥格納雙離合器扭矩矢量產(chǎn)品 3.4 無離合器和同步器的多擋變速箱 不管電機(jī)怎么做，不管兩萬轉(zhuǎn)還是三萬轉(zhuǎn)，兩擋變速箱總是能夠把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍拓寬，進(jìn)而把整車的行車速度、爬坡度、以及駕車時間，這幾個動力性的評價指標(biāo)進(jìn)一步提升，同時還能夠通過換檔改變電機(jī)工作點(diǎn)，讓效率更高。一檔的速比可以做大，電機(jī)的最大扭矩也可以降下來，進(jìn)而降低整個動力總成的總體積和總成本，并且由于有了兩檔以后就有了空檔，對于整車的檢修更加方便。 單檔和兩檔的對比，效果很明顯，只有一個檔的時候，工作區(qū)更加偏向于低效區(qū)，如果有兩檔可以等功率的把工作點(diǎn)挪到高效區(qū)，進(jìn)而提高效率。商用車不換檔和換檔相比，續(xù)航里程的提升在10%以上，乘用車?yán)锩嬖?%左右。 商用車還是應(yīng)該回到現(xiàn)在量產(chǎn)比較多、比較成熟的平行軸式機(jī)械變速器，效率非常高。進(jìn)一步是無離合器的平行軸式機(jī)械變速器，在電動汽車?yán)锩?，帶離合器的話，電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及離合器的控制都是挑戰(zhàn)，如果把離合器拿掉，離合器的三大作用電機(jī)也能完成，離合器拿掉以后，成本可以降低，結(jié)構(gòu)更加緊湊，可靠性也大幅提升。 中央驅(qū)動是在商用車?yán)锩婧芷毡榈囊粋€構(gòu)型，就是驅(qū)動電機(jī)和機(jī)械式的變速箱，布置在一起，通過傳動軸驅(qū)動我們的后橋。 優(yōu)勢是取消了離合器的分離與接合，可以通過電機(jī)主動同步來實(shí)現(xiàn)換檔的控制。但是有一個問題，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的慣量確實(shí)比較大，變速器輸入端轉(zhuǎn)動慣量會顯著增加，這樣就會導(dǎo)致動力中斷時間比較長，因?yàn)橥饺萘繒龃?，同步器磨損也會更加嚴(yán)重，這個時候不得不采用電機(jī)的主動同步控制。 在傳統(tǒng)燃油車AMT里面是有離合器的，換檔的時候你只需要控制變速器里面的換檔力。如果有同步器的系統(tǒng)里面，只是把離合器拿掉，這個是可以做主動同步控制的，控制它的相對轉(zhuǎn)速。
豐川動力的無同步器多檔電驅(qū)動系統(tǒng)，把機(jī)械同步器拿掉，可以進(jìn)一步減少整個電驅(qū)動總成里面的易損件，而且可以通過對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制，讓轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)角差都有可能達(dá)到零，這樣機(jī)械結(jié)構(gòu)更加簡化，但是控制變量越來越多。隨著電動汽車的發(fā)展，電驅(qū)動所配的變速箱實(shí)際上是機(jī)械上面做簡化，但是控制方面越來越復(fù)雜的一套系統(tǒng)。 挑戰(zhàn)是，因?yàn)闆]有了同步器，有可能會沖擊接合套和齒圈，過去由于轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)角未同步，發(fā)生這種沖擊，會導(dǎo)致?lián)Q擋時間比較長，不管是乘用車還是商用車，都會造成駕駛員有一種慌張的感覺，而且商用車在爬坡的時候，在一些惡劣工況下爬陡坡，時間長了以后沒有實(shí)現(xiàn)扭矩的恢復(fù)，車有可能就往后退了，這是非常危險(xiǎn)的工況。頓挫感強(qiáng)了以后，也會讓駕駛員覺得這個車是不安全的，這種沖擊會讓整個系統(tǒng)的使用壽命下降，因?yàn)槎嘧鰩状芜@種猛烈的換檔，實(shí)際上會影響接合套和齒圈的使用壽命。 豐川動力希望通過這種轉(zhuǎn)速同步和轉(zhuǎn)角的對齊，實(shí)現(xiàn)快速的變檔。由于取消了離合器和同步器以后，可以通過對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩做精確的扭矩控制，讓轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)角差都為零，希望時間充分短，讓駕駛員感覺不到是在換檔。 對驅(qū)動電機(jī)和換檔機(jī)構(gòu)做了協(xié)調(diào)的控制方法，平時按照駕駛員的意圖對電機(jī)進(jìn)行控制，當(dāng)收到指令的時候，那么我們進(jìn)行卸載，卸載完成以后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作就把檔位放在空檔，在空檔的時候進(jìn)行調(diào)速、調(diào)扭，實(shí)現(xiàn)跟蹤控制，最后實(shí)現(xiàn)扭矩的恢復(fù)，讓電機(jī)恢復(fù)到一定的扭矩，讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)入換檔力的閉環(huán)，然后進(jìn)行掛檔。
電機(jī)和變速箱中間沒有了離合器和同步器以后，電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置就能夠反映變速箱內(nèi)部齒圈的位置，就能夠觀測到齒圈的位置。變速箱輸出端本來就有一個傳感器，現(xiàn)在叫轉(zhuǎn)速傳感器，實(shí)際上轉(zhuǎn)速也是通過轉(zhuǎn)角把它差分出來的，剛好把這個信號提上來，提上來以后就能觀測到變速器輸出端轉(zhuǎn)子的位置，進(jìn)而觀測到里面接合套的位置。這個位置能夠作為控制的一個觀測量，因?yàn)橛幸惶拙_的數(shù)學(xué)模型在嵌入式控制系統(tǒng)里面，這套模型就能夠補(bǔ)償出實(shí)時的轉(zhuǎn)子和變速器輸出端的位置，觀測到變速箱的接合套和接合齒輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，然后實(shí)現(xiàn)精確的控制。 完整的換檔過程，首先接合套從原始檔位上分離，在空檔的時候，通過對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的精確控制，推動接合套和目標(biāo)檔位的齒圈相結(jié)合，整個結(jié)合過程非?？?，現(xiàn)在在乘用車?yán)锩婺茏龅?.2秒，商用車大概在0.3到0.4之間，這就解決了在電動汽車中引入變速器導(dǎo)致的換檔過程動力中斷時間長的痛點(diǎn)。 實(shí)車道路測試，2檔速比在5.05，1檔速比在14.75。把關(guān)鍵過程放大，在同一個時刻，轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)角差是在同一個時刻達(dá)到零，推動接合套和目標(biāo)檔位的齒圈相結(jié)合。這是在極端工況下，轉(zhuǎn)速的劇烈波動，這種情況有可能是車在過多個減速帶，引起轉(zhuǎn)速的劇烈波動，剛好這個時候TCU決策要換檔，轉(zhuǎn)速又波動這么快，并且有大級差的情況下，這種情況也能實(shí)現(xiàn)快速平穩(wěn)的換檔。
高速的升檔測試，在低檔油的時候，換檔的車速是在115公里/小時，這是乘用車的數(shù)據(jù)。而換檔時候電機(jī)的轉(zhuǎn)速在11000轉(zhuǎn)，極差是1.9，一檔升二檔在極端情況下大概在0.24秒，而且駕乘沒有頓挫，換檔的這個點(diǎn)，就是電機(jī)的工作點(diǎn)已經(jīng)快接近于弱磁區(qū)了，這樣就完全發(fā)揮出了兩檔系統(tǒng)百公里的加速優(yōu)勢，因?yàn)?到100公里的時候可以保持都是在一檔，過了100公里才開始切二檔。 基于這些方法，豐川現(xiàn)在有電驅(qū)動橋系統(tǒng)，這是給微型電動汽車用的。在大型商用車?yán)锩嬉灿须婒?qū)動橋系統(tǒng)。豐川的輸入扭矩在1400扭米的一個商用車系統(tǒng)，用于18到25噸的環(huán)衛(wèi)。用于31到49噸的牽引、自卸、攪拌電驅(qū)動系統(tǒng)，輸入扭矩是2400Nm。 中重型的商用車四檔AMT，換檔時間能夠做到不超過0.4s。 3.5 電驅(qū)動軸承 要開發(fā)高速的軸承，首先要看高速的回轉(zhuǎn)時，軸承會發(fā)生什么樣的問題，第一個是高速轉(zhuǎn)的時候，軸承會有一些裂化，對于油膜的形成會有一些影響，導(dǎo)致軸承發(fā)生一些繞綿的現(xiàn)象，另外一個是變形，旋轉(zhuǎn)的時候也是有離心力的，離心力變性就越大，變形劇烈的話，可能會發(fā)生一些異常的發(fā)熱和模塑，導(dǎo)致?lián)p壞。
切入點(diǎn)是怎么去降低離心力的影響，NSK是通過一些高剛性材料的應(yīng)用，還有形狀的優(yōu)化，應(yīng)用計(jì)算機(jī)的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，進(jìn)行輕量化的設(shè)計(jì)，理念是設(shè)定的參數(shù)值然后盡可能減少一些不必要軸承部位的材料，同時也會兼顧軸承的加工和裝配。 第二，耐軸電流的技術(shù)，對于整個總成的影響，主要是擊穿了油膜，最終會導(dǎo)致EDS有異響，發(fā)生的原因有電流值、時間、潤滑、載荷轉(zhuǎn)數(shù)的影響。 NSK提出的改善的想法。第一，想辦法讓電流不通過軸承，在實(shí)驗(yàn)的階段在軸承的外接面做一個陶瓷膜，在外接面做一些絕緣涂層的處理，另外還有陶瓷軸承。第二，導(dǎo)電，讓電流通過軸承，通過一些導(dǎo)電熱環(huán)值的應(yīng)用，包括內(nèi)制探測化的應(yīng)用，通過這些結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的目的。第三，盡可能的降低電流的損傷，比如通過調(diào)整軸承內(nèi)部的滾動體的大小，滾動體的多少，調(diào)整滾動體和滾刀面積的變化，盡可能的減少電磁的損傷，從目前的經(jīng)驗(yàn)的角度出發(fā)，使用陶瓷球的方法是有效的，有比較大的弊端是成本比較高，基于這一點(diǎn)NSK開發(fā)了在軸承的外接面做了絕緣涂層的處理能夠在成本上面有一個比較好的一個平衡。
NSK在軸承的外接面做一個大約幾十個微米的絕緣涂層，開發(fā)的目標(biāo)是降低成本，比陶瓷球的成本要低，目標(biāo)是降低50%以上，然后絕緣性希望在電機(jī)的壓力條件下盡可能的減少或者規(guī)避電流，讓它不會對軸承的壽命產(chǎn)生惡化的影響。 簡單把的產(chǎn)品進(jìn)行了對比來看，相比原始的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的話第六代軸承降低有70%左右的摩擦力度，這個跟我們有一些特殊應(yīng)用的一些接觸時候的摩擦力是相當(dāng)?shù)摹?/span> 3.6 非對稱齒輪 （本節(jié)內(nèi)容根據(jù)SMT中國技術(shù)總監(jiān)曹鋒的演講整理） 非對稱齒輪，這個里面定義是左右齒面的壓力角跟齒輪的原角是不一樣的，是非對稱的，市面上主流的，大家普通接觸到應(yīng)用到的齒輪，左右齒面是完全一樣的，有時候大家說非對稱齒輪是左右齒面的微觀型面是不一樣的，這里講的壓力角和圓角形的是不一樣的，在風(fēng)機(jī)、航空航天小批量的應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)用了很多年，汽車行業(yè)這幾年才有所應(yīng)用。
應(yīng)用當(dāng)中，一般情況下工作條件是不一樣的，載荷大小和工作的周期是不一樣的，主要在單一齒面上工作的齒輪來說，這種優(yōu)勢明顯，大壓力角工作齒面和小壓力角非工作齒面，可以得到強(qiáng)度高、NVH性能好，重量輕和改善潤滑膜條件的設(shè)計(jì)。在汽車齒輪傳動系統(tǒng)中，主要驅(qū)動齒面的工作時間和載荷比反拖齒面多得多，且大多是單向的。非對稱齒輪在汽車行業(yè)中的應(yīng)用正在迅速增加，如現(xiàn)在有50%的齒輪是非對稱齒輪的DCT變速器已經(jīng)得到應(yīng)用，非對稱的齒形可以提高強(qiáng)度和NVH性能，使得重量減輕約30%。 驅(qū)動齒輪可以用大壓力角，壓力角增大以后對，彎矩強(qiáng)度可以提高，壓力角增大以后，齒面的區(qū)域會增大，會降低接觸應(yīng)力。
非對稱齒輪不光應(yīng)用于平行軸，對于行星齒輪來說，通常情況下，太陽輪和行星輪與齒圈的嚙合也容易失效，在太陽輪的這一側(cè)是用大壓力角，在齒圈上比較小的壓力角，這樣可以平衡各齒輪之間的壽命，可以得到強(qiáng)度更高的設(shè)計(jì)。
SMT通過試驗(yàn)結(jié)果來看，非對稱齒輪的接觸應(yīng)力同樣是大量的小于原來的設(shè)計(jì)，彎曲的應(yīng)力是完全的低于齒輪的設(shè)計(jì)，這樣的話彎曲應(yīng)力最大的是在100%的情況下，彎曲應(yīng)力是從862MPA下降到668MPA，這個下降非常大，強(qiáng)度提升非常明顯。 基于前面的應(yīng)力中心局不變的情況下，進(jìn)行嘗試的扭矩的提升，我們這個時候在保證應(yīng)力值不變的情況下，非對稱的輸入扭矩可以輸入多少，進(jìn)行對比，結(jié)論是這樣的，針對第一級齒輪在中心距不變的情況下，采用非對稱齒輪設(shè)計(jì)，扭矩可以提升20%，這個是非常高的，這個是實(shí)實(shí)在在的高功率密度。
第二個實(shí)驗(yàn)扭矩可以提升20%，綜合考慮第一級、第二級輸入扭矩可以提升20%左右，這個是大大提高了EV的齒輪的這樣的功率密度，以及提高了整個減速器的功率密度。 3.7 法雷奧電子油泵
法雷奧第二代的電子油泵可以分三部分，從底下往上看，泵頭的部分、中間的電機(jī)定子部分，加上最上端的散熱器和電子控制單元。迭代到第三代，現(xiàn)在是通過一個灌膠封裝的工序，可以把電機(jī)電子部分和電子控制單元部分做作成一個整體。 這樣做的好處就是對電子單元的保護(hù)是會更好，它可以不被外部環(huán)境侵蝕，它的散熱功率在100瓦以內(nèi)是不需要專門散熱器或者是散熱板的。還有一個就是內(nèi)部的流體區(qū)域跟電子元器件的區(qū)域，實(shí)際上物理已經(jīng)做了一個隔離，這樣的話也沒有泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。 我們具體對比兩代的設(shè)計(jì)，大家可以看到右邊這兩個圖，上面是我們之前第二代的，我們可以看到其實(shí)有非常多的子零件，中間的工序也有很多，需要把它組裝起來。下面是我們第三代的，看起來非常簡潔。
從零件數(shù)量，我們可以對比，第二代，包括軟件在內(nèi)，是有12個子零件。迭代到第三代，我們封裝可以把下面的這6個子零件替代掉，也就是說非常大的簡化了這個泵的結(jié)構(gòu)。所以通過這個封裝，我們既能滿足散熱的需求，同時又減少了40%的電機(jī)零件數(shù)量，帶來最主要的收益就是泵的成本有很大得獎地。 在工藝上，法雷奧也進(jìn)行了很大的簡化，先把電機(jī)總成的這個裝配流程給大家展示一下，首先這個流程會變得非常簡潔，第一步就是把定子的分總成放在電子殼體內(nèi)，第二個把PCB放上去，然后再進(jìn)行一個灌膠的封裝，所以這是一個非常簡易的流程。最后，所有的這部分電機(jī)總成的子零件都會被完全封裝起來，固定好，就不需要額外的一些緊固件。其實(shí)第二代的工序明顯是很多的，因?yàn)樽恿慵?，它會有更多的裝配工序。當(dāng)然它的控制點(diǎn)也會更多，所以對我們的過程管控也是要求比較高。
從另外一方面對比，從運(yùn)行效率對比，左邊是同行的產(chǎn)品，我們看到金屬零件有非常多的子零件，接近20來個。右邊是我們目前在開發(fā)的即將量產(chǎn)的新一代產(chǎn)品，看起來非常簡潔。從運(yùn)行效率上也進(jìn)行了對比，看到實(shí)際上在相同的壓力和流量要求下，我們的總體效率還是有比較大的提高。 所以說，通過優(yōu)化子零件的數(shù)量以及重量，第三代電子油泵是展現(xiàn)了更好的一個運(yùn)行效率。 基于灌膠封裝的第三代電子油泵，有幾點(diǎn)收獲：減少了40%的電機(jī)總成子零件的數(shù)量，與同業(yè)產(chǎn)品對比，有5%碳排放的收益，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)和控制器散熱要求，在100W的散熱功率范圍內(nèi)可以不需要專門的金屬散熱元件，另外有效保護(hù)了電子控制單元不被外部環(huán)境侵蝕，另外可復(fù)用量狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)子零件，最后簡化了建造流程，最大限度降低材料成本以及相關(guān)的投資費(fèi)用，最終提高產(chǎn)品競爭力。 參考資料：
（未完待續(xù)） |
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