'高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合'

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比亞迪宣佈開放共享e平臺技術……

​動力組合的性能決定了一輛車的性能。對於傳統燃油汽車,動力組合主要是指發動機+變速箱。優秀的燃油車動力組合不僅要做到動力輸出強勁、平順,還要做到效率高、排放低,即用更少的能量輸出更強的動力。

​對於電動汽車,我們一般認為的動力組合是指電機+電機控制器+減速器。相比燃油車,電動汽車的動力組合動力輸出強勁平順,能量轉化效率更可以做到完全碾壓。燃油車動力組合的效率主要在於發動機,能量轉化效率還不到40%,而電動汽車的電機最高效率可高達97%,動力組合的綜合效率(電機、電機控制器、減速器三者效率的乘積)目前能做到85%左右。其中,優秀的企業如比亞迪,能將動力組合的綜合效率做到88%以上!

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比亞迪宣佈開放共享e平臺技術……

​動力組合的性能決定了一輛車的性能。對於傳統燃油汽車,動力組合主要是指發動機+變速箱。優秀的燃油車動力組合不僅要做到動力輸出強勁、平順,還要做到效率高、排放低,即用更少的能量輸出更強的動力。

​對於電動汽車,我們一般認為的動力組合是指電機+電機控制器+減速器。相比燃油車,電動汽車的動力組合動力輸出強勁平順,能量轉化效率更可以做到完全碾壓。燃油車動力組合的效率主要在於發動機,能量轉化效率還不到40%,而電動汽車的電機最高效率可高達97%,動力組合的綜合效率(電機、電機控制器、減速器三者效率的乘積)目前能做到85%左右。其中,優秀的企業如比亞迪,能將動力組合的綜合效率做到88%以上!

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

電動汽車動力組合能量轉化效率遠遠優於燃油車的先天優勢顯而易見,電動汽車和電動汽車相比,動力組合的效率也是高下分明。比亞迪的工程師團隊就認為,追求動力組合的高效率也許永遠沒有終點。他們做過計算:以爆款產品比亞迪元EV為例,如果動力組合的綜合效率提升三個百分點,則每百公里電耗可下降0.5度。這個0.5度對於消費者而言可能微乎其微,但如果考慮到元EV每個月數千臺銷量,每輛車每年行駛里程近萬公里的話,這三個百分點的社會貢獻則是十分巨大的。

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​對於電動汽車,我們一般認為的動力組合是指電機+電機控制器+減速器。相比燃油車,電動汽車的動力組合動力輸出強勁平順,能量轉化效率更可以做到完全碾壓。燃油車動力組合的效率主要在於發動機,能量轉化效率還不到40%,而電動汽車的電機最高效率可高達97%,動力組合的綜合效率(電機、電機控制器、減速器三者效率的乘積)目前能做到85%左右。其中,優秀的企業如比亞迪,能將動力組合的綜合效率做到88%以上!

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

電動汽車動力組合能量轉化效率遠遠優於燃油車的先天優勢顯而易見,電動汽車和電動汽車相比,動力組合的效率也是高下分明。比亞迪的工程師團隊就認為,追求動力組合的高效率也許永遠沒有終點。他們做過計算:以爆款產品比亞迪元EV為例,如果動力組合的綜合效率提升三個百分點,則每百公里電耗可下降0.5度。這個0.5度對於消費者而言可能微乎其微,但如果考慮到元EV每個月數千臺銷量,每輛車每年行駛里程近萬公里的話,這三個百分點的社會貢獻則是十分巨大的。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

比亞迪e平臺驅動三合一模塊

比亞迪從事新能源汽車開發將近20載,從建廠之初比亞迪就充分重視核心零部件的研發,掌握核心零部件的生產製造能力。基於雄厚的技術實力支撐,運用自身強大垂直整合能力,比亞迪將電機、電控、減速器集成為更加高效的e平臺“驅動三合一”總成模塊。這一模塊的高效化主要來源於這個系統的集成化、輕量化,以及比亞迪在永磁同步電機和電機控制器核心技術領域上的經驗積累和創新突破。

​匠心打造高效永磁同步電機

​電機作為整車的動力來源,將電能轉換為機械能用於驅動車輪。電機的輸出功率非常高,因此電機的能量轉換效率就直接決定了整車的效率。想要提高電動汽車的效率首先應該從電機入手,比亞迪投入大量的研發精力去降低電機損耗,提升電機效率。

​首先在電機選型上,比亞迪選擇高效永磁同步電機。永磁同步電機有兩大優勢:其一是製造永磁體的原料稀土,中國儲量豐富;其二也是最重要的,永磁同步電機因為有永磁體提供磁場,不需要額外的電流勵磁提供磁場,減少了電量的損耗,具有較高的效率優勢。

​為了進一步提高電機的效率,比亞迪分別從降低銅損、抑制鐵損、減少機械損耗等方面入手,通過提高線圈的佔積率、優化磁路設計、提高同軸度和使用低摩擦係數軸承等設計方法,逐步減少損耗,提高電機的效率。

​此外,通過提高電機轉速,電機的體積可以進一步縮小,以提高電機的功率密度和效率。比亞迪已經投入量產的高轉速永磁同步電機轉速可達15000轉/分鐘,處於行業的領先地位,且轉速更高的永磁同步電機也已研發成功,功率密度與效率進一步提升。

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​動力組合的性能決定了一輛車的性能。對於傳統燃油汽車,動力組合主要是指發動機+變速箱。優秀的燃油車動力組合不僅要做到動力輸出強勁、平順,還要做到效率高、排放低,即用更少的能量輸出更強的動力。

​對於電動汽車,我們一般認為的動力組合是指電機+電機控制器+減速器。相比燃油車,電動汽車的動力組合動力輸出強勁平順,能量轉化效率更可以做到完全碾壓。燃油車動力組合的效率主要在於發動機,能量轉化效率還不到40%,而電動汽車的電機最高效率可高達97%,動力組合的綜合效率(電機、電機控制器、減速器三者效率的乘積)目前能做到85%左右。其中,優秀的企業如比亞迪,能將動力組合的綜合效率做到88%以上!

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

電動汽車動力組合能量轉化效率遠遠優於燃油車的先天優勢顯而易見,電動汽車和電動汽車相比,動力組合的效率也是高下分明。比亞迪的工程師團隊就認為,追求動力組合的高效率也許永遠沒有終點。他們做過計算:以爆款產品比亞迪元EV為例,如果動力組合的綜合效率提升三個百分點,則每百公里電耗可下降0.5度。這個0.5度對於消費者而言可能微乎其微,但如果考慮到元EV每個月數千臺銷量,每輛車每年行駛里程近萬公里的話,這三個百分點的社會貢獻則是十分巨大的。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

比亞迪e平臺驅動三合一模塊

比亞迪從事新能源汽車開發將近20載,從建廠之初比亞迪就充分重視核心零部件的研發,掌握核心零部件的生產製造能力。基於雄厚的技術實力支撐,運用自身強大垂直整合能力,比亞迪將電機、電控、減速器集成為更加高效的e平臺“驅動三合一”總成模塊。這一模塊的高效化主要來源於這個系統的集成化、輕量化,以及比亞迪在永磁同步電機和電機控制器核心技術領域上的經驗積累和創新突破。

​匠心打造高效永磁同步電機

​電機作為整車的動力來源,將電能轉換為機械能用於驅動車輪。電機的輸出功率非常高,因此電機的能量轉換效率就直接決定了整車的效率。想要提高電動汽車的效率首先應該從電機入手,比亞迪投入大量的研發精力去降低電機損耗,提升電機效率。

​首先在電機選型上,比亞迪選擇高效永磁同步電機。永磁同步電機有兩大優勢:其一是製造永磁體的原料稀土,中國儲量豐富;其二也是最重要的,永磁同步電機因為有永磁體提供磁場,不需要額外的電流勵磁提供磁場,減少了電量的損耗,具有較高的效率優勢。

​為了進一步提高電機的效率,比亞迪分別從降低銅損、抑制鐵損、減少機械損耗等方面入手,通過提高線圈的佔積率、優化磁路設計、提高同軸度和使用低摩擦係數軸承等設計方法,逐步減少損耗,提高電機的效率。

​此外,通過提高電機轉速,電機的體積可以進一步縮小,以提高電機的功率密度和效率。比亞迪已經投入量產的高轉速永磁同步電機轉速可達15000轉/分鐘,處於行業的領先地位,且轉速更高的永磁同步電機也已研發成功,功率密度與效率進一步提升。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

左,比亞迪e平臺永磁同步電機轉子 右,比亞迪e平臺永磁同步電機定子和繞組

另外,比亞迪在自主研發、生產扁線電機方面已經獲得領先優勢。扁線電機用扁線取代圓柱形線做電機繞組,節省了圓柱形線和線之間浪費的空間,提升了槽滿率和填銅量,使電機功率可以提高20-30%。扁線電機已成為業內公認的未來電機發展方向,但由於其製作工藝複雜,製作要求高,因此尚未普及。不過比亞迪已經突破了生產扁線電機的工藝難關,有望佔據未來電機發展的制高點。

​比亞迪通過電機的選型,降低電機的損耗,提高電機的轉速,以及扁線電機的應用等方面,進一步壓榨電機的效率。如今比亞迪電機的最高效率可以達到97%,NEDC綜合效率高達94%。

​獨立研發 技術創新 打造高效節能電機控制系統

​電機控制器通過半導體功率開關的開通和關斷作用,把直流電轉變為交流電,控制電機並決定汽車行駛快慢。電機控制器作用相當於燃油發動機中受ECU控制的噴油系統。通過減少開關的次數和降低電流的輸出,可以降低電機控制器中核心部件——IGBT的損耗,從而提高電機控制器的效率。

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比亞迪宣佈開放共享e平臺技術……

​動力組合的性能決定了一輛車的性能。對於傳統燃油汽車,動力組合主要是指發動機+變速箱。優秀的燃油車動力組合不僅要做到動力輸出強勁、平順,還要做到效率高、排放低,即用更少的能量輸出更強的動力。

​對於電動汽車,我們一般認為的動力組合是指電機+電機控制器+減速器。相比燃油車,電動汽車的動力組合動力輸出強勁平順,能量轉化效率更可以做到完全碾壓。燃油車動力組合的效率主要在於發動機,能量轉化效率還不到40%,而電動汽車的電機最高效率可高達97%,動力組合的綜合效率(電機、電機控制器、減速器三者效率的乘積)目前能做到85%左右。其中,優秀的企業如比亞迪,能將動力組合的綜合效率做到88%以上!

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

電動汽車動力組合能量轉化效率遠遠優於燃油車的先天優勢顯而易見,電動汽車和電動汽車相比,動力組合的效率也是高下分明。比亞迪的工程師團隊就認為,追求動力組合的高效率也許永遠沒有終點。他們做過計算:以爆款產品比亞迪元EV為例,如果動力組合的綜合效率提升三個百分點,則每百公里電耗可下降0.5度。這個0.5度對於消費者而言可能微乎其微,但如果考慮到元EV每個月數千臺銷量,每輛車每年行駛里程近萬公里的話,這三個百分點的社會貢獻則是十分巨大的。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

比亞迪e平臺驅動三合一模塊

比亞迪從事新能源汽車開發將近20載,從建廠之初比亞迪就充分重視核心零部件的研發,掌握核心零部件的生產製造能力。基於雄厚的技術實力支撐,運用自身強大垂直整合能力,比亞迪將電機、電控、減速器集成為更加高效的e平臺“驅動三合一”總成模塊。這一模塊的高效化主要來源於這個系統的集成化、輕量化,以及比亞迪在永磁同步電機和電機控制器核心技術領域上的經驗積累和創新突破。

​匠心打造高效永磁同步電機

​電機作為整車的動力來源,將電能轉換為機械能用於驅動車輪。電機的輸出功率非常高,因此電機的能量轉換效率就直接決定了整車的效率。想要提高電動汽車的效率首先應該從電機入手,比亞迪投入大量的研發精力去降低電機損耗,提升電機效率。

​首先在電機選型上,比亞迪選擇高效永磁同步電機。永磁同步電機有兩大優勢:其一是製造永磁體的原料稀土,中國儲量豐富;其二也是最重要的,永磁同步電機因為有永磁體提供磁場,不需要額外的電流勵磁提供磁場,減少了電量的損耗,具有較高的效率優勢。

​為了進一步提高電機的效率,比亞迪分別從降低銅損、抑制鐵損、減少機械損耗等方面入手,通過提高線圈的佔積率、優化磁路設計、提高同軸度和使用低摩擦係數軸承等設計方法,逐步減少損耗,提高電機的效率。

​此外,通過提高電機轉速,電機的體積可以進一步縮小,以提高電機的功率密度和效率。比亞迪已經投入量產的高轉速永磁同步電機轉速可達15000轉/分鐘,處於行業的領先地位,且轉速更高的永磁同步電機也已研發成功,功率密度與效率進一步提升。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

左,比亞迪e平臺永磁同步電機轉子 右,比亞迪e平臺永磁同步電機定子和繞組

另外,比亞迪在自主研發、生產扁線電機方面已經獲得領先優勢。扁線電機用扁線取代圓柱形線做電機繞組,節省了圓柱形線和線之間浪費的空間,提升了槽滿率和填銅量,使電機功率可以提高20-30%。扁線電機已成為業內公認的未來電機發展方向,但由於其製作工藝複雜,製作要求高,因此尚未普及。不過比亞迪已經突破了生產扁線電機的工藝難關,有望佔據未來電機發展的制高點。

​比亞迪通過電機的選型,降低電機的損耗,提高電機的轉速,以及扁線電機的應用等方面,進一步壓榨電機的效率。如今比亞迪電機的最高效率可以達到97%,NEDC綜合效率高達94%。

​獨立研發 技術創新 打造高效節能電機控制系統

​電機控制器通過半導體功率開關的開通和關斷作用,把直流電轉變為交流電,控制電機並決定汽車行駛快慢。電機控制器作用相當於燃油發動機中受ECU控制的噴油系統。通過減少開關的次數和降低電流的輸出,可以降低電機控制器中核心部件——IGBT的損耗,從而提高電機控制器的效率。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

比亞迪e平臺電機控制器

IGBT在電動汽車上的作用是交流電和直流電的轉換,同時還承擔電壓的高低轉換功能。IGBT與動力電池電芯並稱為電動車的“雙芯”。因其設計門檻高、製造技術難、投資大,被業內稱為電動車核心技術的“珠穆朗瑪峰”。我國新能源汽車90%的IGBT需求依靠進口,而且交付週期過長,供不應求,嚴重影響整車研發進度。

​比亞迪2005年組建自身研發團隊,投入重金佈局IGBT行業。2009年打破國外技術封鎖,實現IGBT國產化,實現了中國自主研發並生產的汽車級IGBT從無到有的歷史性轉變。2018年比亞迪發佈了IGBT4.0技術,高性能的IGBT4.0在多方面均領先於市場主流產品,實現了國產IGBT由弱到強的轉變。

​比亞迪IGBT4.0在同等工況下較當前市場主流產品的電流輸出能力提升15%,支持整車具有更強的加速能力和更大的功率輸出能力。綜合損耗較當前市場主流IGBT降低20%,僅此一項技術就可以使全新一代唐EV每百公里電耗降低0.5度。

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比亞迪宣佈開放共享e平臺技術……

​動力組合的性能決定了一輛車的性能。對於傳統燃油汽車,動力組合主要是指發動機+變速箱。優秀的燃油車動力組合不僅要做到動力輸出強勁、平順,還要做到效率高、排放低,即用更少的能量輸出更強的動力。

​對於電動汽車,我們一般認為的動力組合是指電機+電機控制器+減速器。相比燃油車,電動汽車的動力組合動力輸出強勁平順,能量轉化效率更可以做到完全碾壓。燃油車動力組合的效率主要在於發動機,能量轉化效率還不到40%,而電動汽車的電機最高效率可高達97%,動力組合的綜合效率(電機、電機控制器、減速器三者效率的乘積)目前能做到85%左右。其中,優秀的企業如比亞迪,能將動力組合的綜合效率做到88%以上!

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

電動汽車動力組合能量轉化效率遠遠優於燃油車的先天優勢顯而易見,電動汽車和電動汽車相比,動力組合的效率也是高下分明。比亞迪的工程師團隊就認為,追求動力組合的高效率也許永遠沒有終點。他們做過計算:以爆款產品比亞迪元EV為例,如果動力組合的綜合效率提升三個百分點,則每百公里電耗可下降0.5度。這個0.5度對於消費者而言可能微乎其微,但如果考慮到元EV每個月數千臺銷量,每輛車每年行駛里程近萬公里的話,這三個百分點的社會貢獻則是十分巨大的。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

比亞迪e平臺驅動三合一模塊

比亞迪從事新能源汽車開發將近20載,從建廠之初比亞迪就充分重視核心零部件的研發,掌握核心零部件的生產製造能力。基於雄厚的技術實力支撐,運用自身強大垂直整合能力,比亞迪將電機、電控、減速器集成為更加高效的e平臺“驅動三合一”總成模塊。這一模塊的高效化主要來源於這個系統的集成化、輕量化,以及比亞迪在永磁同步電機和電機控制器核心技術領域上的經驗積累和創新突破。

​匠心打造高效永磁同步電機

​電機作為整車的動力來源,將電能轉換為機械能用於驅動車輪。電機的輸出功率非常高,因此電機的能量轉換效率就直接決定了整車的效率。想要提高電動汽車的效率首先應該從電機入手,比亞迪投入大量的研發精力去降低電機損耗,提升電機效率。

​首先在電機選型上,比亞迪選擇高效永磁同步電機。永磁同步電機有兩大優勢:其一是製造永磁體的原料稀土,中國儲量豐富;其二也是最重要的,永磁同步電機因為有永磁體提供磁場,不需要額外的電流勵磁提供磁場,減少了電量的損耗,具有較高的效率優勢。

​為了進一步提高電機的效率,比亞迪分別從降低銅損、抑制鐵損、減少機械損耗等方面入手,通過提高線圈的佔積率、優化磁路設計、提高同軸度和使用低摩擦係數軸承等設計方法,逐步減少損耗,提高電機的效率。

​此外,通過提高電機轉速,電機的體積可以進一步縮小,以提高電機的功率密度和效率。比亞迪已經投入量產的高轉速永磁同步電機轉速可達15000轉/分鐘,處於行業的領先地位,且轉速更高的永磁同步電機也已研發成功,功率密度與效率進一步提升。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

左,比亞迪e平臺永磁同步電機轉子 右,比亞迪e平臺永磁同步電機定子和繞組

另外,比亞迪在自主研發、生產扁線電機方面已經獲得領先優勢。扁線電機用扁線取代圓柱形線做電機繞組,節省了圓柱形線和線之間浪費的空間,提升了槽滿率和填銅量,使電機功率可以提高20-30%。扁線電機已成為業內公認的未來電機發展方向,但由於其製作工藝複雜,製作要求高,因此尚未普及。不過比亞迪已經突破了生產扁線電機的工藝難關,有望佔據未來電機發展的制高點。

​比亞迪通過電機的選型,降低電機的損耗,提高電機的轉速,以及扁線電機的應用等方面,進一步壓榨電機的效率。如今比亞迪電機的最高效率可以達到97%,NEDC綜合效率高達94%。

​獨立研發 技術創新 打造高效節能電機控制系統

​電機控制器通過半導體功率開關的開通和關斷作用,把直流電轉變為交流電,控制電機並決定汽車行駛快慢。電機控制器作用相當於燃油發動機中受ECU控制的噴油系統。通過減少開關的次數和降低電流的輸出,可以降低電機控制器中核心部件——IGBT的損耗,從而提高電機控制器的效率。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

比亞迪e平臺電機控制器

IGBT在電動汽車上的作用是交流電和直流電的轉換,同時還承擔電壓的高低轉換功能。IGBT與動力電池電芯並稱為電動車的“雙芯”。因其設計門檻高、製造技術難、投資大,被業內稱為電動車核心技術的“珠穆朗瑪峰”。我國新能源汽車90%的IGBT需求依靠進口,而且交付週期過長,供不應求,嚴重影響整車研發進度。

​比亞迪2005年組建自身研發團隊,投入重金佈局IGBT行業。2009年打破國外技術封鎖,實現IGBT國產化,實現了中國自主研發並生產的汽車級IGBT從無到有的歷史性轉變。2018年比亞迪發佈了IGBT4.0技術,高性能的IGBT4.0在多方面均領先於市場主流產品,實現了國產IGBT由弱到強的轉變。

​比亞迪IGBT4.0在同等工況下較當前市場主流產品的電流輸出能力提升15%,支持整車具有更強的加速能力和更大的功率輸出能力。綜合損耗較當前市場主流IGBT降低20%,僅此一項技術就可以使全新一代唐EV每百公里電耗降低0.5度。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

用於製造IGBT的晶圓

在電機控制器優化過程中,比亞迪通過脈寬調製優化技術、載波動態調整技術降低開關的次數,減少開關損耗;通過過調製技術和電壓利用率優化技術降低電流的輸出,減少發熱損耗;從而進一步降低電機控制器的整體損耗,提高電機控制器的效率。

​此外,比亞迪還投入巨資佈局第三代半導體材料碳化硅(SiC)。由於SiC的發熱損耗和開關損耗更小,因此,在提升效率方面,比亞迪未來的電機控制器還會有進一步的突破。

​高度集成 融會貫通 鑄就卓越優勢

​除了電機、電機控制器本身具有高效率,比亞迪為了進一步提高整個動力組合的效率,將電機、電機控制器和減速器進行高度集成。集成後的產品通過殼體、冷卻系統及電路的共用,減少了零部件的體積和重量,使得集成後的動力組合更加簡潔,效率更高。

​集成式系統相比於分立式系統的體積下降了30%,重量下降了25%,伴隨而來的是整車效率的提升。與此同時,功率密度提高了20%,達到了1.96kW/kg,領先於行業水平。

​比亞迪根據不同的功率需求,推出大小五種功率的驅動系統平臺,分別可以滿足比亞迪全系車型的動力要求。高效的驅動系統為比亞迪新能源汽車高性能、高續航做出了卓越的貢獻。驅動三合一已經於2018年實現了量產,並建成了數條國際領先的專用自動化產線,月產能已高達5萬套。

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比亞迪宣佈開放共享e平臺技術……

​動力組合的性能決定了一輛車的性能。對於傳統燃油汽車,動力組合主要是指發動機+變速箱。優秀的燃油車動力組合不僅要做到動力輸出強勁、平順,還要做到效率高、排放低,即用更少的能量輸出更強的動力。

​對於電動汽車,我們一般認為的動力組合是指電機+電機控制器+減速器。相比燃油車,電動汽車的動力組合動力輸出強勁平順,能量轉化效率更可以做到完全碾壓。燃油車動力組合的效率主要在於發動機,能量轉化效率還不到40%,而電動汽車的電機最高效率可高達97%,動力組合的綜合效率(電機、電機控制器、減速器三者效率的乘積)目前能做到85%左右。其中,優秀的企業如比亞迪,能將動力組合的綜合效率做到88%以上!

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

電動汽車動力組合能量轉化效率遠遠優於燃油車的先天優勢顯而易見,電動汽車和電動汽車相比,動力組合的效率也是高下分明。比亞迪的工程師團隊就認為,追求動力組合的高效率也許永遠沒有終點。他們做過計算:以爆款產品比亞迪元EV為例,如果動力組合的綜合效率提升三個百分點,則每百公里電耗可下降0.5度。這個0.5度對於消費者而言可能微乎其微,但如果考慮到元EV每個月數千臺銷量,每輛車每年行駛里程近萬公里的話,這三個百分點的社會貢獻則是十分巨大的。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

比亞迪e平臺驅動三合一模塊

比亞迪從事新能源汽車開發將近20載,從建廠之初比亞迪就充分重視核心零部件的研發,掌握核心零部件的生產製造能力。基於雄厚的技術實力支撐,運用自身強大垂直整合能力,比亞迪將電機、電控、減速器集成為更加高效的e平臺“驅動三合一”總成模塊。這一模塊的高效化主要來源於這個系統的集成化、輕量化,以及比亞迪在永磁同步電機和電機控制器核心技術領域上的經驗積累和創新突破。

​匠心打造高效永磁同步電機

​電機作為整車的動力來源,將電能轉換為機械能用於驅動車輪。電機的輸出功率非常高,因此電機的能量轉換效率就直接決定了整車的效率。想要提高電動汽車的效率首先應該從電機入手,比亞迪投入大量的研發精力去降低電機損耗,提升電機效率。

​首先在電機選型上,比亞迪選擇高效永磁同步電機。永磁同步電機有兩大優勢:其一是製造永磁體的原料稀土,中國儲量豐富;其二也是最重要的,永磁同步電機因為有永磁體提供磁場,不需要額外的電流勵磁提供磁場,減少了電量的損耗,具有較高的效率優勢。

​為了進一步提高電機的效率,比亞迪分別從降低銅損、抑制鐵損、減少機械損耗等方面入手,通過提高線圈的佔積率、優化磁路設計、提高同軸度和使用低摩擦係數軸承等設計方法,逐步減少損耗,提高電機的效率。

​此外,通過提高電機轉速,電機的體積可以進一步縮小,以提高電機的功率密度和效率。比亞迪已經投入量產的高轉速永磁同步電機轉速可達15000轉/分鐘,處於行業的領先地位,且轉速更高的永磁同步電機也已研發成功,功率密度與效率進一步提升。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

左,比亞迪e平臺永磁同步電機轉子 右,比亞迪e平臺永磁同步電機定子和繞組

另外,比亞迪在自主研發、生產扁線電機方面已經獲得領先優勢。扁線電機用扁線取代圓柱形線做電機繞組,節省了圓柱形線和線之間浪費的空間,提升了槽滿率和填銅量,使電機功率可以提高20-30%。扁線電機已成為業內公認的未來電機發展方向,但由於其製作工藝複雜,製作要求高,因此尚未普及。不過比亞迪已經突破了生產扁線電機的工藝難關,有望佔據未來電機發展的制高點。

​比亞迪通過電機的選型,降低電機的損耗,提高電機的轉速,以及扁線電機的應用等方面,進一步壓榨電機的效率。如今比亞迪電機的最高效率可以達到97%,NEDC綜合效率高達94%。

​獨立研發 技術創新 打造高效節能電機控制系統

​電機控制器通過半導體功率開關的開通和關斷作用,把直流電轉變為交流電,控制電機並決定汽車行駛快慢。電機控制器作用相當於燃油發動機中受ECU控制的噴油系統。通過減少開關的次數和降低電流的輸出,可以降低電機控制器中核心部件——IGBT的損耗,從而提高電機控制器的效率。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

比亞迪e平臺電機控制器

IGBT在電動汽車上的作用是交流電和直流電的轉換,同時還承擔電壓的高低轉換功能。IGBT與動力電池電芯並稱為電動車的“雙芯”。因其設計門檻高、製造技術難、投資大,被業內稱為電動車核心技術的“珠穆朗瑪峰”。我國新能源汽車90%的IGBT需求依靠進口,而且交付週期過長,供不應求,嚴重影響整車研發進度。

​比亞迪2005年組建自身研發團隊,投入重金佈局IGBT行業。2009年打破國外技術封鎖,實現IGBT國產化,實現了中國自主研發並生產的汽車級IGBT從無到有的歷史性轉變。2018年比亞迪發佈了IGBT4.0技術,高性能的IGBT4.0在多方面均領先於市場主流產品,實現了國產IGBT由弱到強的轉變。

​比亞迪IGBT4.0在同等工況下較當前市場主流產品的電流輸出能力提升15%,支持整車具有更強的加速能力和更大的功率輸出能力。綜合損耗較當前市場主流IGBT降低20%,僅此一項技術就可以使全新一代唐EV每百公里電耗降低0.5度。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

用於製造IGBT的晶圓

在電機控制器優化過程中,比亞迪通過脈寬調製優化技術、載波動態調整技術降低開關的次數,減少開關損耗;通過過調製技術和電壓利用率優化技術降低電流的輸出,減少發熱損耗;從而進一步降低電機控制器的整體損耗,提高電機控制器的效率。

​此外,比亞迪還投入巨資佈局第三代半導體材料碳化硅(SiC)。由於SiC的發熱損耗和開關損耗更小,因此,在提升效率方面,比亞迪未來的電機控制器還會有進一步的突破。

​高度集成 融會貫通 鑄就卓越優勢

​除了電機、電機控制器本身具有高效率,比亞迪為了進一步提高整個動力組合的效率,將電機、電機控制器和減速器進行高度集成。集成後的產品通過殼體、冷卻系統及電路的共用,減少了零部件的體積和重量,使得集成後的動力組合更加簡潔,效率更高。

​集成式系統相比於分立式系統的體積下降了30%,重量下降了25%,伴隨而來的是整車效率的提升。與此同時,功率密度提高了20%,達到了1.96kW/kg,領先於行業水平。

​比亞迪根據不同的功率需求,推出大小五種功率的驅動系統平臺,分別可以滿足比亞迪全系車型的動力要求。高效的驅動系統為比亞迪新能源汽車高性能、高續航做出了卓越的貢獻。驅動三合一已經於2018年實現了量產,並建成了數條國際領先的專用自動化產線,月產能已高達5萬套。

高效集成 打造電動汽車的黃金動力組合

以上所有這些努力,使得比亞迪電動汽車的動力組合——e平臺驅動三合一的NEDC綜合效率高達88%,領先於行業水平。目前,比亞迪已經宣佈開放共享e平臺技術,期待行業夥伴也能用上這套先進的動力組合,以促進新能源汽車產業健康發展。

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