電驅(qū)動系統(tǒng)小型化、輕量化、集成化漸成趨勢

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電驅(qū)動系統(tǒng)小型化、輕量化、集成化漸成趨勢

隨著新能源電動汽車市場越來越活躍，關(guān)于電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)的一體化研究開始步入工程師的視野，通過將驅(qū)動電機(jī)、逆變器，減速器三個部件一體化、集成化，可以實現(xiàn)輕量化、高效、小型化，同時降低成本，在一定程度上解放空間、利于整車布置。而將驅(qū)動系統(tǒng)安裝在車輪內(nèi)的輪轂電機(jī)，更是進(jìn)一步推進(jìn)了電驅(qū)動系統(tǒng)的小型化和輕量化，雖然還處在產(chǎn)業(yè)化的前夜。

在電驅(qū)動技術(shù)集成方面，初步的有“二合一”(電機(jī)集成減速器)方案;進(jìn)階方案則是“三合一”(電控+電機(jī)+減速器)方案，是目前研究的主要方向。

綜合來看，目前大多數(shù)企業(yè)只能做到“二合一”的電驅(qū)動總成方案，但預(yù)計未來幾年內(nèi)，三合一電驅(qū)動總成方案將成為主流。

而從長遠(yuǎn)來看，電機(jī)、減速器、電機(jī)控制器、高壓分線盒、DC/DC、DC/AC、充電機(jī)等零部件都會集成為一個大的動力總成：“多合一”，即將電機(jī)+減速器、電機(jī)控制器、充電機(jī)、直流變換器、高壓分線盒、部分整車控制器等都集成到一起，代表車型是寶馬i3。

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電驅(qū)系統(tǒng)集成化的必要性分析

隨著新能源汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，零部件集成化設(shè)計已經(jīng)成為必然趨勢。通過集成化設(shè)計，一方面可以簡化主機(jī)廠的裝配，提高產(chǎn)品合格率;另一方面可以大規(guī)?？s減供應(yīng)商數(shù)量，還可以達(dá)到輕量化、節(jié)約成本等目的。

電驅(qū)動系統(tǒng)的集成化設(shè)計不僅可以實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化和輕量化以降低成本，還可以提高效率：如果將驅(qū)動電機(jī)與逆變器集成一體，逆變器配置在驅(qū)動電機(jī)旁，連接電機(jī)與逆變器的線束就可以縮短或者置換，由此，不僅減小了機(jī)構(gòu)的尺寸和重量，還降低了線束產(chǎn)生的能量損耗。

如博世，GKN Driveline，三菱電機(jī)和舍弗勒。不僅實現(xiàn)了逆變器與電機(jī)之間的連接配線縮短，尺寸更小，還降低了連接部位的電力損耗，提升了驅(qū)動系統(tǒng)效率。

再如，將驅(qū)動電機(jī)與減速箱集成為一體，減速器齒輪的潤滑油和電機(jī)的冷卻油就可以共用，精簡了冷卻機(jī)構(gòu)，可以實現(xiàn)小型化。

與國內(nèi)企業(yè)單純的“三合一”電驅(qū)動方案有所不同的是，博世BOSCH、博格華納BORGWARNER、采埃孚ZF等國際零部件巨頭則推行將電機(jī)、電控、減速器及功率電子模塊等部件與傳統(tǒng)車橋相結(jié)合，形成一個高度集成化的電驅(qū)動橋產(chǎn)品，使得整個電驅(qū)動總成系統(tǒng)具備成本更低、體積更小、效率更高等優(yōu)勢。

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國內(nèi)三合一電驅(qū)系統(tǒng)介紹

長安汽車

長安第二代電驅(qū)動總成也是三合一方案，包含了電機(jī)、減速器與電控等集成，目前已經(jīng)開發(fā)完成。相比此前的總成，該電驅(qū)動總成成本下降了30%，重量降低15%，體積也將近降低20%，同等電量下，NEDC續(xù)航提升約5%。

今年4月17日，長安汽車和比亞迪汽車在重慶正式簽署了聯(lián)合開發(fā)電驅(qū)系統(tǒng)的合作框架協(xié)議，雙方旨在互補(bǔ)優(yōu)勢，達(dá)到在新能源汽車領(lǐng)域共贏的目的，并且針對目前新能源汽車集成化設(shè)計的趨勢，進(jìn)行電驅(qū)三合一產(chǎn)品的設(shè)計、匹配、試驗、生產(chǎn)等。據(jù)悉，合作的成果最快將于明年達(dá)到量產(chǎn)批準(zhǔn)狀態(tài)，隨后搭載在長安某款車型上，推向市場。

上汽榮威

全新開發(fā)的EDS電驅(qū)動系統(tǒng)能耗優(yōu)化降低至業(yè)界領(lǐng)先的15kWh/百公里。電機(jī)起步實現(xiàn)超高扭矩，4.5秒0-50km起步加速度遠(yuǎn)超同級燃油車;結(jié)合iBooster電控制動系統(tǒng)，最大程度回收制動能量。

純電動SUV車型上汽榮威ERX5的EDS電驅(qū)動系統(tǒng)為85kW一體式電驅(qū)動系統(tǒng)。它是以匹配整車驅(qū)動效率最優(yōu)為目標(biāo)開發(fā)的全新系統(tǒng)。這套EDS電驅(qū)動系統(tǒng)集成了電力電子控制單元、高性能動力電機(jī)和減速器。電力電子控制單元通過極短的高壓線束與三相永磁同步高性能動力電機(jī)相連。

比亞迪

比亞迪將電機(jī)、減速器、電控作為一體設(shè)計，打造了三合一電驅(qū)動總成系統(tǒng)，具有高度集成化、IGBT損耗小、高效區(qū)寬等諸多優(yōu)勢，滿足了A00、A0、A、B級等轎車對動力性加速和爬坡的需求。

比亞迪“e平臺”，涵蓋電機(jī)、電控、變速器高速集成的三合一電驅(qū)動總成，以及DC-DC、充電器和配電箱三合一的高壓系統(tǒng)等，電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到14000rpm。

驅(qū)動總成綜合效率達(dá)到88%，最高效率達(dá)到91.9%，重量下降了35%，功率密度提升了40%，電機(jī)成本下降了40%。比亞迪元EV360電機(jī)峰值功率為160KW，峰值扭矩為310N·M。

NIO蔚來

EDS電驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的“心臟”，高性能電驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和集成，對研發(fā)團(tuán)隊的技術(shù)考驗相當(dāng)大。XPT一體化集成的EDS電驅(qū)動系統(tǒng)，配備世界級銅轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)、獨特拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計的電機(jī)控制器和大扭矩齒輪箱。 高功率、大扭矩的動力新組合，給予用戶澎湃動力感受。

精進(jìn)電動

精進(jìn)電動自主研發(fā)的電機(jī)+減速箱+電控一體化總成，將于2019年投產(chǎn)。新一代“三合一”電驅(qū)動總成將實現(xiàn)動力、效率、輕量化、重量、振動噪音和成本水平的更好表現(xiàn)，300Nm系列電機(jī)的轉(zhuǎn)速將提高到16,000轉(zhuǎn)以上。

精進(jìn)電動目前做的有四合一的控制器。還有一個充電和驅(qū)動，因為開車的時候從來不充電、充電的時候不開車。很多人說無線充電的時候，車一邊走、一邊充，現(xiàn)在還沒做到這一點。我們完全可以用一個功率模塊來做，有很多的人都在嘗試著做這樣一些東西，精進(jìn)電動也在嘗試。

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國外三合一電驅(qū)系統(tǒng)介紹

相對于國內(nèi)廠商，國外廠商在電驅(qū)動系統(tǒng)集成化設(shè)計方面走得更超前，并已在部分車型上有所應(yīng)用。具體來看，國外廠商推出的電驅(qū)動總成產(chǎn)品，其集成度更高、體積更小、效率也更高。

博世eAxle電驅(qū)動橋

博世BOSCH充分利用其完整的產(chǎn)品線，進(jìn)行高度整合后將動力電機(jī)、電機(jī)功率控制逆變器和變速箱合三為一。體積上的大幅減少更能支持新能源車型緊湊的動力布局。博世將原來獨立的電機(jī)、電機(jī)控制器、變速箱和包括逆變器在內(nèi)的功率電子模塊集成到一個外殼當(dāng)中，可安裝在油電混合動力車、電動車等車型上。

據(jù)了解，具體產(chǎn)品可按照平臺設(shè)計輸出50KW到300KW、1000NM到6000NM等不同的變型產(chǎn)品。

產(chǎn)品優(yōu)勢：高度集成的另一好處就是電機(jī)和逆變器的液冷冷卻管路整合而簡化了管線布置。模塊內(nèi)部集成大功率交流驅(qū)動母線進(jìn)一步降低了線纜成本。

與傳統(tǒng)電機(jī)相比，博世的eAxle電驅(qū)動系統(tǒng)可擴(kuò)展模塊化平臺，使不同功率產(chǎn)品快速開發(fā)并適配于不同車型，大大縮短開發(fā)周期，由此帶來5%-10%的成本效益。同時，該系統(tǒng)可實現(xiàn)高度集成化，體積較傳統(tǒng)電動汽車動力總成系統(tǒng)減少了20%。

GKN(吉凱恩)電驅(qū)動橋

GKN自2002年開始一直推動eAxle技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)研發(fā)了多?；旌蟿恿MeT產(chǎn)品(于2018年國內(nèi)量產(chǎn))、GKN半集成化產(chǎn)品、GKN集成式電驅(qū)系統(tǒng)(2019年國內(nèi)量產(chǎn))。

目前，eAxle已經(jīng)可以實現(xiàn)14000?r/min的輸入轉(zhuǎn)速，且在接下來的幾年中，輸入轉(zhuǎn)速有望達(dá)到甚至超過20?000?r/min，混合驅(qū)動模式時轉(zhuǎn)速可能更高。

據(jù)了解，GKN集團(tuán)最新研發(fā)生產(chǎn)的電驅(qū)動橋(eDrive)將電機(jī)、逆變器、eAxle減速箱等集成為一體，可提供2000N·M轉(zhuǎn)矩和70KW功率，可使車輛在純電動模式下達(dá)到125km/h的最高車速。

產(chǎn)品優(yōu)勢：整套電驅(qū)動橋系統(tǒng)重量只有20.2公斤，最高效率達(dá)到97%。目前GKN的電驅(qū)動橋已經(jīng)在沃爾沃XC90插電混動車型、寶馬i8、三菱歐藍(lán)德(插電混動汽車)等車型得到了成功應(yīng)用。

博格華納：eGearDrive?電子驅(qū)動橋+電機(jī)

針對電動汽車領(lǐng)域，博格華納推出了eGearDrive?電子驅(qū)動橋+電機(jī)的綜合解決方案系統(tǒng)，該方案適用于不同車型、不同能效比的電動汽車。

博格華納中國區(qū)總裁談躍生先生

eDM電驅(qū)模塊最終實現(xiàn)模塊傳遞扭矩最高可達(dá)315Nm，輪上持續(xù)扭矩和輪上峰值扭矩分別達(dá)到1450Nm和2500Nm，最高輸入轉(zhuǎn)速可達(dá)12000r/min，實現(xiàn)系統(tǒng)傳動效率大于93%，以更高的穩(wěn)定性、牽引力和低噪音性能，為電動汽車駕乘者帶來出色的駕駛樂趣。

產(chǎn)品優(yōu)勢：eGearDrive?電子驅(qū)動橋具有較高的扭矩容量，能夠處理高達(dá)14000rpm的輸入速度，從而保證運(yùn)作平穩(wěn)、低噪音。

博格華納全球副總裁兼首席技術(shù)官(CTO)Christopher P.Thomas先生

應(yīng)用情況：特斯拉、北汽新能源、長城C30EV等。其中，長城C30EV便采用了博格華納的一體式電驅(qū)動橋，峰值扭矩達(dá)280N·M，峰值功率為120KW，百公里加速度為8s。

采埃孚：三合一電驅(qū)系統(tǒng)

對于純電動車，采埃孚提供了輕巧、緊湊的電驅(qū)橋系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括了電機(jī)、兩級減速機(jī)和一體化的功率電子系統(tǒng)。該系統(tǒng)的高速設(shè)計使其極為高效。采埃孚的電驅(qū)系統(tǒng)包含電機(jī)、變速器、傳動部件等等，專為微型車、小型車研發(fā)，轉(zhuǎn)速可達(dá)21,000轉(zhuǎn)/分鐘，同時還具備電能轉(zhuǎn)化效率高和性能優(yōu)異的特點。

采埃孚全新推出的模塊化mSTARS系統(tǒng)包含了驅(qū)動電機(jī)、變速器、差速器和功率電子模塊，可同時適用于傳統(tǒng)動力汽車、混合動力汽車及純電動汽車等多種不同驅(qū)動形式的車型。

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體積更小，成本更低的驅(qū)動電機(jī)

電機(jī)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)電磁機(jī)械，用于實現(xiàn)電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。運(yùn)行時從電系統(tǒng)吸收電功率，向機(jī)械系統(tǒng)輸出機(jī)械功率。

異步電機(jī)主要應(yīng)用在純電動汽車，永磁同步電機(jī)主要應(yīng)用在混合動力汽車中，開關(guān)磁阻電機(jī)目前主要應(yīng)用在客車中。而從中國不同種類新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的應(yīng)用來看，目前交流異步感應(yīng)電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)主要應(yīng)用于新能源商用車,特別是新能源客車，開關(guān)磁阻電機(jī)的實際裝配應(yīng)用較少;永磁同步電機(jī)主要應(yīng)用于新能源乘用車。

圍繞驅(qū)動系統(tǒng)的主要競爭主軸就是高效化，小型輕量化以及成本降低。許多制造商都試圖通過整個驅(qū)動系統(tǒng)來實現(xiàn)這些目標(biāo)，而不是依靠諸如電機(jī)、逆變器或減速器的單個單元。

2016年后本田混合動力車(HEV)上采用的全新結(jié)構(gòu)驅(qū)動電機(jī)。與傳統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)相比，在保持相同輸出和扭矩的情況下，體積和重量分別減少了大約23%。因此，包括逆變器和減速器在內(nèi)的i-MMD驅(qū)動系統(tǒng)的小型化成為可能。現(xiàn)行雅閣的HEV款中采用的2電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(電機(jī)與發(fā)動機(jī))，與使用常規(guī)電機(jī)相比，高度縮減了9.2%，寬度縮減了9.7%。

增加減速比成為趨勢

單級變速箱造成電動機(jī)產(chǎn)生的扭矩輸出一氣呵成，也許不間斷的動力輸出對起步加速有利，但卻不利于車輛的經(jīng)濟(jì)性與舒適性。尤其是為追求性能采用高轉(zhuǎn)速電動機(jī)的Model S，它配置的高轉(zhuǎn)電動機(jī)功耗較大，并且單級變速箱一擋大齒比，造成車輛巡航狀態(tài)也處于較高的轉(zhuǎn)速臨界點，經(jīng)濟(jì)性不高。

目前大多采用單擋減速方案的原因也主要是因為電機(jī)的特性與內(nèi)燃機(jī)不同，驅(qū)動電機(jī)一般具有低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率的特性，在很低的轉(zhuǎn)速下就能產(chǎn)生很大的扭矩，不像內(nèi)燃機(jī)車需要減速增扭來起步。

然而采用單擋減速器時，純電動乘用車的動力性能完全取決于驅(qū)動電機(jī)，對驅(qū)動電機(jī)性能的要求較高，即要求驅(qū)動電機(jī)既能在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，又能在恒功率區(qū)提供較高的轉(zhuǎn)速,以滿足車輛加速、爬坡與高速行駛的要求。

當(dāng)電動汽車的速度到達(dá)極限之后沒有提升空間，所以的速度受到制約，高速經(jīng)濟(jì)性不高。同時，采用單擋減速器不利于高電驅(qū)動總成系統(tǒng)的效率，這是因為單一傳動比通常無法同時兼顧純電動乘用車的動力性和經(jīng)濟(jì)性，行駛過程中驅(qū)動電機(jī)多數(shù)情況下無法處于高效率工作點，尤其是在最高或最低車速以及低負(fù)荷條件下，驅(qū)動電機(jī)效率一般會降至 60-70%以下，嚴(yán)重浪費(fèi)了車載電能而減少續(xù)駛里程。

機(jī)械零件具備優(yōu)勢的廠商則是將減速器作為了強(qiáng)項。例如，舍弗勒(Schaeffler)公司，在三位一體的驅(qū)動系統(tǒng)中使用了減速比約為15的高速減速器。其他公司的減速器一般減速比約為10，即使高速也最多13左右。減速比越高，作為系統(tǒng)越容易提高轉(zhuǎn)矩。因此，與減速比為10左右的驅(qū)動系統(tǒng)相比，能夠在利用高速旋轉(zhuǎn)的小型電動機(jī)的情況下獲得相同的扭矩，也就是說，實現(xiàn)了小型化。

驅(qū)動電機(jī)小型化的實現(xiàn)路徑

(1)提高永磁電機(jī)功率密度

國際上經(jīng)過多年的實踐，從提高功率密度和轉(zhuǎn)矩密度的角度考慮，采用稀土永磁作為電機(jī)的磁性材料是必然選擇。由于目前大部分稀土均產(chǎn)自中國，而且儲量也是世界第一，因此我國在車用永磁電機(jī)方面具有明顯的資源優(yōu)勢。

由于近年來我國已將稀土類元素列為戰(zhàn)略資源，并且進(jìn)行了嚴(yán)格的出口限制，這直接導(dǎo)致了日本對稀土材料永磁電機(jī)的擔(dān)心，在日本《下一代汽車戰(zhàn)略2010》中，已提出研發(fā)替代稀土永磁原材料的電機(jī)技術(shù)。美國在其新一代電力電子技術(shù)計劃中也在尋求可替代稀土永磁體的技術(shù)方案，但目前尚未找到較好的辦法。

(2)增加線圈的占積率

為了實現(xiàn)電機(jī)小型化，本田增加了繞線的占積率(空間中銅的比例)，使定子變小。通過使用大截面的方形導(dǎo)線作為線圈，使得占積率達(dá)到了60%。 在傳統(tǒng)的電動機(jī)中，使用薄的圓形線圈，占積率一般只能達(dá)到48%。

為了使定子小型化，線圈使用截面積大的方形導(dǎo)線。與傳統(tǒng)的圓形線圈相比，方形導(dǎo)線可使占積率從48%增加到60%。但是，由于和圓線相比方線變粗，導(dǎo)體(銅)中的“過電流損失”會增大。通常通過增大定子的槽寬度或減小每個線圈的厚度來減小過電流損耗。

(3)拓寬回饋制動高效區(qū)

與傳動燃油發(fā)動機(jī)汽車配置變速箱以擴(kuò)大發(fā)動機(jī)工作區(qū)間類似，電驅(qū)動系統(tǒng)也正在通過不斷引入變速結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對電機(jī)工作區(qū)間的調(diào)節(jié)，使兩者能夠在效率更高的區(qū)域更好地配合工作。

回饋制動是混合動力機(jī)電一體化技術(shù)的一個基本特點。伴隨著混合度要求的提升，相應(yīng)的，回饋制動范圍的需求也會越來越大。采用回饋高校的電機(jī)、適當(dāng)?shù)淖兯傧到y(tǒng)和控制策略，可以使回饋制動的允許范圍適應(yīng)更多工況，使整車節(jié)能更加有效，延長續(xù)駛里程。

(4)縮短線圈末端

為了實現(xiàn)小型化，本田同時還縮短了從定子突出的線圈部分(“線圈末端”)。本田技術(shù)人員認(rèn)為線圈末端部分“對電機(jī)工作沒有貢獻(xiàn)”。

為了縮短線圈末端，采用了新的繞線結(jié)構(gòu)方法。首先，將矩形線圈塑形成U字形，以形成“并列分割線圈”。接下來，將該分割線圈從定子鐵心的軸方向插入。之后，將插入側(cè)以及對側(cè)伸出的線圈前端焊接在一起而形成線圈。

新的繞線工藝，需要投資新的制造設(shè)備。與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝不需要繩子捆綁，也不需要將線圈末端壓扁，從而更易于自動化。由此實現(xiàn)高效率大批量生產(chǎn)，成本也能降低?；趯ξ磥黼妱悠囆枨蟠蠓鲩L的預(yù)期，本田采取了這樣的具備大批量生產(chǎn)優(yōu)勢的工藝。

(5)采用低成本易采購的電磁鋼板

還有一點創(chuàng)新就是考慮到驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)量的增加，定子采用了低成本易采購的電磁鋼板。一般來說，定子是通過堆疊多層薄磁鋼片制成的。然而，薄的電磁鋼片制造難度大且價格昂貴。為了降低成本，本田最終使用了比常規(guī)電機(jī)更厚的電磁鋼板。傳統(tǒng)產(chǎn)品的厚度為0.25mm，但本田采用的厚度為0.3mm，這個厚度流通量很大，不但便宜，而且易于采購。

(6)通過SiC功率元件實現(xiàn)逆變器的小型化

將電機(jī)、減速箱，逆變器3個同時安裝到車輪內(nèi)的話，尺寸還是太大。即使將逆變器安裝在車體側(cè)的場合，逆變器的數(shù)量會隨著電機(jī)數(shù)量的增加而增加，因此對小型化的需求還是強(qiáng)烈。換句話說，逆變器的小型化是加速電動化的關(guān)鍵。

電動汽車逆變器用于控制汽車主電機(jī)為汽車運(yùn)行提供動力,IGBT功率模塊是電動汽車逆變器的核心功率器件,其驅(qū)動電路是發(fā)揮IGBT性能的關(guān)鍵電路。驅(qū)動電路的設(shè)計與工業(yè)通用變頻器、風(fēng)能太陽能逆變器的驅(qū)動電路有更為苛刻的技術(shù)要求,其中的電源電路受到空間尺寸小、工作溫度高等限制,面臨諸多挑戰(zhàn)。

作為逆變器小型化的王牌集聚了汽車行業(yè)眾多期待的產(chǎn)品就是SiC(碳化硅)功率器件。與現(xiàn)有車載逆變器中使用的Si功率器件相比，逆變器的功率損耗可以顯著降低到一半一下。損耗減小，即發(fā)熱量減少，由此可以減小逆變器尺寸。

能夠發(fā)揮SiC功率器件優(yōu)勢的逆變器和驅(qū)動系統(tǒng)的相關(guān)研究和開發(fā)正在蓬勃發(fā)展。例如，芝浦工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)科專門研究電機(jī)技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)的教授赤津観先生的研究團(tuán)隊，就試做了用于逆變器的小型SiC功率模塊。

在電動汽車中，逆變器將直流動力源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鬏敵鲵?qū)動三相電機(jī)進(jìn)而將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能驅(qū)動汽車運(yùn)行。它是整個電驅(qū)動系統(tǒng)的核心部分，因此它控制性能的好壞直接關(guān)系到驅(qū)動電機(jī)能否可靠、高效的運(yùn)行。

下一代產(chǎn)品將以SiC逆變器為前提去思考設(shè)計。如果能維持現(xiàn)有的SiC功率元件的降價步伐，則這一產(chǎn)品優(yōu)勢明顯，是完全可以利用的，由此，可以預(yù)見2020年后，車載用途上大規(guī)模使用SiC功率器件，逆變器以及驅(qū)動系統(tǒng)的小型化將會不斷推進(jìn)。

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輪轂電機(jī)成為可見現(xiàn)實

業(yè)界很多人將輪轂電機(jī)看作未來新能源汽車驅(qū)動解決方案，其最大的特點就是將驅(qū)動、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，省略了離合器、變速器、傳動軸、差速器、分動器等傳動部件，由于輪轂電機(jī)具備單個車輪獨立驅(qū)動的特性，因此無論是前驅(qū)、后驅(qū)還是四驅(qū)形式，它都可以比較輕松地實現(xiàn)。

目前，這項技術(shù)已經(jīng)被多種新能源車型應(yīng)用，但尚未大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。這種技術(shù)一旦實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將對現(xiàn)有的電動汽車傳動系統(tǒng)造成顛覆。

驅(qū)動系統(tǒng)小型輕量化最前沿的技術(shù)就是輪轂電機(jī)(以下稱IWM)成為可見現(xiàn)實。IWM有很多優(yōu)點。例如，將發(fā)動機(jī)或電機(jī)的驅(qū)動力傳輸給到車輪的傳輸機(jī)構(gòu)可以省略，使得驅(qū)動效率提升與車輛空間擴(kuò)大成為可能。

輪轂電機(jī)對整車底盤平臺有重大影響，若想輪轂電機(jī)有效地應(yīng)用在電動汽車上，整車廠必須做相應(yīng)改變，但底盤平臺的開發(fā)費(fèi)用一般需要幾十億元，成本過高，一般整車廠很難接受。如果有車廠開發(fā)出適合輪轂電機(jī)搭載的底盤平臺，才會顯示出輪轂電機(jī)的優(yōu)越性，現(xiàn)在只是體現(xiàn)了輪轂電機(jī)單體表面上的優(yōu)越性。

在集成方面，如果要搭配輪轂電機(jī)，整車要改進(jìn)懸架參數(shù)來匹配，這并非技術(shù)瓶頸，在我們把燃油車改成電動汽車時，由于簧上質(zhì)量加重，懸架進(jìn)行了調(diào)整，那么在應(yīng)用輪轂電機(jī)時，簧下質(zhì)量加重也需要調(diào)整這一部分。輪轂電機(jī)的開發(fā)商和車廠一定要配合來做這件事，這樣有助于發(fā)揮優(yōu)點，克服缺點。

延伸加入車載充電器功能

電動汽車正在蓬勃發(fā)展，電動汽車的設(shè)計也不斷進(jìn)行完善，相比于傳統(tǒng)汽車的零部件，電動汽車的電子設(shè)備更多，電力代替燃油成為動力驅(qū)動來源，這就對整個電子動力系統(tǒng)的零部件提出嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。

與其往汽車?yán)锛虞d更多的充電技術(shù)，倒不如把電動動力總成本身變成一個“充電器”。換而言之，就是改造電機(jī)和逆變器(用于直流電和交流電之間的轉(zhuǎn)換)，使其能夠支持充電任務(wù)。系統(tǒng)中唯一額外加載的部件是直流變換器，它的作用是確保電源始終以最佳電壓水平流向蓄電池。在用交流充電時，充電樁供給的電流經(jīng)電動機(jī)流入逆變器，在逆變器中轉(zhuǎn)換成直流電流后再輸入蓄電池。

德國大陸集團(tuán)，甚至還開發(fā)了一套具備充電功能的驅(qū)動系統(tǒng)，除了電機(jī)，減速箱與逆變器，還集成了充電電路。此電路由用于鑒別AC / DC的鑒別電路、電流路徑的開關(guān)電路，噪音抑制電路等回路構(gòu)成，利用此附加電路，與逆變器以及另行準(zhǔn)備的DC-DC轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)為車載二次電池充電。

此外，交流充電將不再受車載充電器所限制。在交流充電基礎(chǔ)設(shè)施條件允許的情況下，該系統(tǒng)可以以高達(dá)43千瓦的速率給蓄電池充電，只需充電十分鐘，汽車就可續(xù)航50公里。同時，搭載大陸集團(tuán)的新系統(tǒng)后，電動汽車可使用400伏直流快速充電樁，一次充電十分鐘，續(xù)航里程可長達(dá)150公里。同樣充電十分鐘，搭載更大容量蓄電池的高檔車可連接800伏直流充電樁，使續(xù)航里程到達(dá)300公里。這項技術(shù)已經(jīng)讓充電時間非常接近于發(fā)動機(jī)汽車的加油時間。