


EVH1000
吉利多合一
集成電驅(qū)動方案介紹
電動車千人會


紀小莊
吉利新能源中心電驅(qū)系統(tǒng)部總工程師
我是第一個做主題演講的,同時也是下午的主持人,我是紀小莊,來自于吉利汽車。我的主題是《吉利多合一集成電驅(qū)動方案介紹》。
分幾部分:
一、電驅(qū)系統(tǒng)發(fā)展趨勢分析。
二、多合一電驅(qū)優(yōu)勢及難點。
三、吉利多合一電驅(qū)產(chǎn)品介紹。
四、多合一電驅(qū)關(guān)鍵技術(shù)分析。
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《多合一集成電驅(qū)關(guān)鍵技術(shù)》PPT

電驅(qū)系統(tǒng)發(fā)展趨勢分析
首先看一下市場,電驅(qū)的發(fā)展趨勢跟整車的市場是息息相關(guān)的。整車短期來講特別是近些年,混動包括增程賣的相對來講比較多,長期我們認為還是以純電為主,因為現(xiàn)在里程的焦慮大家還是有的,對一個家庭來講,可能第一部車或者換購,家里只有一輛車應該還會以增程或者混動車為主,純電為輔。但是隨著網(wǎng)絡(luò)的完善,包括快充技術(shù),而且續(xù)航如果能夠做到500公里比較扎實的情況下,長期來講純電車應該可以替代燃油車甚至混動車型,這是我們的判斷。
動力總成,現(xiàn)在混動車型就是P1+P3這種構(gòu)型。經(jīng)濟型純電現(xiàn)在在開發(fā)多合一,高性價比的動力總成。高性能的純電現(xiàn)在又出來高壓的包括大功率的,這幾年推出的比較多。整車這邊純電的小車A00級有明顯減少的趨勢,都升級到了A0級別,純電車型A級及以上的增量還是比較大的,混動車型B級車增量比較顯著。
電驅(qū)有幾個核心的點,跟整車的幾個關(guān)鍵點也是聯(lián)系在一起的,我們提取幾個關(guān)鍵詞:能耗、質(zhì)量、性價比、舒適性,是大家現(xiàn)在比較關(guān)注的。前幾項這幾年沒有太大的變化,但是補能這塊大家現(xiàn)在越來越關(guān)注了,質(zhì)量和安全還是一個比較大的關(guān)注點,同時大家也比較擔心電車的安全性。對智能和性價比關(guān)注度在慢慢提升,特別是智能化這些年的發(fā)展。空間和舒適性要求還比較高,但是動力性大家覺得目前電車的動力性基本是夠用的,也不會追求特別高的動力性。
電驅(qū)的功率分布,我們分了五個區(qū)段,適配B級車的電驅(qū),150千瓦到200千瓦的份額持續(xù)增長,我們預估2025年能達到50%。小車型100到150kW基本保持不變,運營車對功率的需求反而比較低,買這個車首先是看它的價格。微型市場50kW以下會持續(xù)降低。
最新的車型動力總成功率匹配情況,可以看到一個明顯的趨勢,200kW這個功率段的競爭非常激烈,80到120kw的產(chǎn)品相對來講比較少,單車銷量還是比較高的,因為它的價格也比較合適,性價比比較高。
電驅(qū)這些年大家都在關(guān)注哪些核心的技術(shù)點呢?我們根據(jù)車展包括宣傳也提取了幾個關(guān)鍵詞:
1.走一些高集成的技術(shù)路線。
2.高壓化,高集成就是今天分享的點。在100到150kw大家走高集成、走性價比,高電壓是高端一些的,200、250kw甚至300kw的電驅(qū),800V,一方面是碳化硅的應用,提高效率,同時800V還能提升充電的能力。
3.分布式電驅(qū),有兩個技術(shù)點,輪邊和輪轂電機,雙電機輪邊的已經(jīng)慢慢在量產(chǎn)應用了。
4.高轉(zhuǎn)速,大家比較愛宣傳,但是這個仁者見仁,智者見智,很多人宣傳到兩萬七千轉(zhuǎn)甚至三萬轉(zhuǎn),究竟要不要做這么高的轉(zhuǎn)速,我個人一個比較理性的看法應該是在兩萬轉(zhuǎn)到兩萬五千轉(zhuǎn)之間就夠用了。
5.減少稀土材料,這是歐洲比較關(guān)注的電,他們也有電力磁的量產(chǎn)。

多合一電驅(qū)究竟有哪些優(yōu)勢和難點呢?
電驅(qū)的集成方案還是比較多的,最基礎(chǔ)的是三合一。往下集成的有做六合一、七合一、十合一的,我們做的是高度集成的方案。集成化的優(yōu)勢首先是比較輕量化的,體積也會更小。如果是做深度的集成還要保障它的功率密度、效率,響應也會變快,比較重要的一個點是能夠降低成本。
智能化也是電驅(qū)或者說深度集成的電驅(qū)能夠帶來一定好處的,吉利也做了云端的大數(shù)據(jù),這些能力的建設(shè)。對于整車運行過程中電驅(qū)的狀態(tài)做全天候的監(jiān)控。如果我們做一款集成的電驅(qū)要做好哪些集成的工作呢?
首先是系統(tǒng)的集成,芯片復用這塊。我們做集成一定不是簡單的機械化的集成,而是要做很多芯片級的集成,磁級的集成包括板級的集成。軟件加家也需要重構(gòu),比如CPU應該是多核的,CPU的分配都需要做相應的考慮。通訊機制的難度也會增加,開發(fā)的工具鏈也要相應的統(tǒng)一。
EMC大家做多合一也會遇到很多的挑戰(zhàn)。包括多頻段EMC的干擾,以及軸電壓的問題。
功能融合,VCU和MCU包括ODP之間的功能都要放到一起,跟底盤域的扭矩控制這塊也會實現(xiàn)一些功能的融合。我們最近開發(fā)這個電驅(qū)也考慮到國內(nèi)跟國外的充電協(xié)議不同的方案。
維修便捷性,這應該是多合一電驅(qū)比較重要的或者比較困難的一個點,多合一的電驅(qū)如果集成不好,它的問題會是比較多發(fā)的,所以前期這些設(shè)計都是很關(guān)鍵的。每個主機廠都有相應的經(jīng)驗了,因為從設(shè)計初期,我們內(nèi)部一到五個階段,從設(shè)計到后面的維修性,前期的設(shè)計都要評審的,跟ME都要聯(lián)合評審,多合一的電驅(qū)一定要符合市場可培訓的要求。

吉利多合一電驅(qū)產(chǎn)品介紹
我們做到了十一合一,這是我們最新發(fā)布的,想做到市場領(lǐng)先。傳統(tǒng)的三大件、電機、減速器、MCU、VCU、HBMS、LBMS、OBC、DC/DC、PDU、TMS、EVCC(國外的充電模塊)等11個部件,功率我們可以實現(xiàn)可拓展,100到180Kw,我們現(xiàn)在做的這款產(chǎn)品是行業(yè)內(nèi)集成度最高的。雖然是低功率的,但是我們直接做了油冷的系統(tǒng),為了保證它的體積包括重量最小。包括功能安全我們做到了D級,OBC的功率做到6.6KW,DC/DC2.5KW。
記得我們最早做產(chǎn)品衰減的時候,一個產(chǎn)品好不好首先看它漂不漂亮,這其實也很關(guān)鍵的。集成度我們要做到行業(yè)內(nèi)最高,同時還要保證幾個核心指標,體積我們要做到同級最小,重量做到同級最小。吉利對NVH的要求也是非常苛刻的,做到行業(yè)領(lǐng)先。同時保障比較好的效率,90%以上。
這些年的發(fā)展大家還比較趨同,可能有些小方向不太一樣,我們也是用了扁線電機,雖然是小功率的產(chǎn)品,我們也直接用了油冷的技術(shù),包括磁缸分段,電磁方案我們也是多模型的優(yōu)化,動態(tài)智能調(diào)節(jié)的冷卻和潤滑。

多合一電驅(qū)關(guān)鍵技術(shù)分析
電控方面,控制算法采用了低速變載頻的算法,保證了它的效率。應用諧波補償?shù)乃惴刂扑膿p耗。功率半導體我們用的是微溝槽的技術(shù),也是效率比較好的產(chǎn)品。低壓功耗我們也做了很好的抑制。
齒軸方面,這是幾個常規(guī)的,變速箱的效率從哪幾方面提升呢?首先低粘度的潤滑油,現(xiàn)在也是得益于供應商很好的產(chǎn)品的推出,高精度的珩齒技術(shù)。齒軸的噪音慢慢比較凸顯了,因為電機大家應用了很多的技術(shù)去控制它,但是齒輪的噪音反而是目前行業(yè)內(nèi)比較難突破的一個點,所以在這塊我們下了很大的工夫,包括齒輪的加工、齒輪的磨齒。軸承我們采用了低摩擦的軸承,為了追求極致的效率。
高集成“輕量化”技術(shù),油冷首先一定是減重的,OD我們也做了深度的磁集成,殼體一體化壓鑄技術(shù),PCBA我們是共板的設(shè)計。
EMC防護,多合一肯定是一個比較大的難點,我們通過哪些方面來改進它呢?一個是多級濾波控制技術(shù),高低壓隔離,多頻段的抑制,PCBA鋁箔的設(shè)計,我們的EMC不管是單體還是整車全部是通過國標的測試的。
NVH優(yōu)化,重點是電機和齒軸。現(xiàn)在電驅(qū)系統(tǒng)比較難做的,以前大家都說效率,現(xiàn)在有很多解決辦法了,現(xiàn)在比較難的我認為是NVH,我們這個產(chǎn)品也做了至少五到六輪關(guān)于齒輪的修型,包括電機方案的調(diào)整。最終我們得到一個非常好的NVH的表現(xiàn)。我在OEM做的比較多,幾個大的車廠,吉利對NVH的要求應該是行業(yè)內(nèi)最高的。
我們也強調(diào)動力域與底盤域的融合,我們現(xiàn)在造車是通過架構(gòu)造車,動力域跟底盤域我們是直接可以完全融合到一起的,這會帶來哪些好處呢?上午有些嘉賓已經(jīng)講到了,有些好處可能是輪邊雙電機實現(xiàn)的,多合一以后也會帶來一定好處,比如扭矩的響應會變快,扭矩的控制變快的話,過低伏路面的時候會起到很好的效果。在轉(zhuǎn)彎的過程中YAW—RATE它的轉(zhuǎn)彎半徑會相應減小。
智能化方面幾個點,一是智能化的管理,會根據(jù)運行的工況做一些自主的調(diào)整,來提升整車動能的回收以及整車能耗的表現(xiàn)。

整車動力控制方面,MCU/VCU/TCS及部分底盤控制功能融合,減少通訊延遲,減少故障率。復用的技術(shù),電機主動加熱,防滑、騰空控制包括升壓充電,我們都可以實現(xiàn)這些功能。
實時監(jiān)控方面,我們也實現(xiàn)了聯(lián)合云端,可以對這個系統(tǒng)的運行狀態(tài)做到實時的監(jiān)控,包括溫度、絕緣這些狀態(tài)的監(jiān)控。
電驅(qū)的運行數(shù)據(jù)在線我們也可以完成一些診斷,在線能不能通過大數(shù)據(jù)來預判某一款車的電驅(qū),它的工作狀態(tài)是不是正常。
云端的協(xié)同,這些大數(shù)據(jù)的能力我們現(xiàn)在正在建設(shè)中,包括OTA的升級。
可靠性方面我們怎么保障呢?吉利收購了沃爾沃以后,形成了一套比較好的開發(fā)流程,我們內(nèi)部叫NPDS開發(fā)流程。從設(shè)計端到驗證端都是非常完整的。
驗證方面吉利自己建立了很多試驗的能力,三級驗證的體系。這款產(chǎn)品我們也是直接全公開的跑了百萬公里來驗證。
制造方面,制造的設(shè)備全是比較頂尖的。我們經(jīng)常會出差到基地,制造的投入如果一開始投入比較好的設(shè)備的話,長期運營以后,這個成本相對來講還是好的,省得后面落后了又要全面的更新?lián)Q代,這個投入反而會比較大。
運營這塊云端實時的監(jiān)控和守護,同時會根據(jù)整車運行的情況進行大數(shù)據(jù)的搜集和分析,針對性的做OTA。
謝謝。


由電動車千人會主辦的“EVH第七屆全球新能源動力總成年會暨千星獎頒獎典禮”將于2024年11月21-11月22日在上海舉行。
小鵬汽車動力總成部門高級總監(jiān),顧捷先生出席并作題為《小鵬新能源動力總成集成之路》的報告。
演講嘉賓

2021年加入小鵬汽車,現(xiàn)任動力總成中心總經(jīng)理。
2008至2021年就職于德爾福,擔任電氣化產(chǎn)品事業(yè)部總工程師。
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