“擁有27%的市場份額,A00級電動車的需求是不可忽視的?!?/p>
2022年12月7-8日,由蓋世汽車主辦的2022第三屆汽車電驅(qū)動及關(guān)鍵技術(shù)大會上,法雷奧中國eDrive研發(fā)總監(jiān)Yejin JIN介紹,法雷奧推出的Smart eDrive可以為A00級車型帶來20kg的減重和2000人民幣的成本下探。
Yejin JIN | 法雷奧中國eDrive研發(fā)總監(jiān)
法雷奧簡介及在電驅(qū)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)布局
大家好!我是來自法雷奧的Yejin JIN。今天很榮幸和大家分享我們法雷奧開發(fā)的Smart eDrive,適用于小型純電動車的高效率自冷卻的電驅(qū)方案。
法雷奧由四大事業(yè)部組成:動力總成系統(tǒng)、熱系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、舒適及駕駛輔助系統(tǒng)。法雷奧集團(tuán)2021財年銷售額為172.62億歐元,在全球大概有10萬名員工,在世界各地都設(shè)置了研發(fā)中心和工廠,45%的業(yè)務(wù)集中在亞洲和歐洲。
Smart eDrive是法雷奧最新推出的方案,這一方案關(guān)注純電動,特別是A00級純電動車的市場。實際上,在高壓、高功率的產(chǎn)品業(yè)務(wù)方面,法雷奧也有布局,比如400-800V的三合一電驅(qū)動產(chǎn)品,可以用于高端性能車。此外,還有48V的解決方案,可用于兩輪、三輪低渦速電動車,目前在歐洲已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。
圖片來源:法雷奧
Smart eDrive的市場方向
今天主要講的內(nèi)容是200V-400V的Smart eDrive,可用于小型、經(jīng)濟(jì)型純電動車的電驅(qū)產(chǎn)品。
首先可以看一下小型純電動車的市場規(guī)模。在全球市場里,2030年,小型電動車會達(dá)到200多萬臺,中國大概占60萬臺,只看中國國內(nèi)的市場表現(xiàn),今年相比去年同比增長了55%,且99%的A00級車已經(jīng)實現(xiàn)了純電動的轉(zhuǎn)換,占電車總市場規(guī)模的27%,接近1/3,因此這個市場是不能忽略的。
圖片來源:法雷奧
針對這一市場,法雷奧推出的60kW Smart eDrive可以為A00級車型帶來20kg的減重和2000人民幣的成本下探,這2000人民幣對小型車是非常重要的,這種方案可以解決小型純電動車?yán)麧櫟偷膯栴}。
我們是如何實現(xiàn)這一方案的?我們?nèi)サ袅苏麄€水冷系統(tǒng),將水泵替換為油泵,將散熱機(jī)變成突起的散熱片,利用油冷來進(jìn)行內(nèi)循環(huán),通過散熱片釋放熱量、進(jìn)行冷卻。這樣做的好處是:可以降低成本和重量,內(nèi)置液冷系統(tǒng)也有利于提高系統(tǒng)的冷卻性能。
這是我們做的eDrive樣車,也是采用低成本的方案,外面是風(fēng)冷,里面的電機(jī)采用的是油冷結(jié)構(gòu)+主動潤滑,利用油來冷卻電機(jī)、電控系統(tǒng),將電橋的冷卻系統(tǒng)集成在電橋上面,可以在提高功率和效率的同時,減小體積。
同時,這個電機(jī)油泵也有主動潤滑的效用,A00級車搭載主動潤滑,這種架構(gòu)模式目前在市面上是看不到的,但是法雷奧的這種方案實現(xiàn)了協(xié)同效應(yīng),可以在低成本的前提下進(jìn)行實現(xiàn),在提高效率和耐久性的同時,降低系統(tǒng)成本和重量。
圖片來源:法雷奧
Smart eDrive的開發(fā)難點&優(yōu)勢
開發(fā)這種產(chǎn)品會遇到兩個問題,第一,逆變器的冷卻問題:一般而言,油冷卻沒有水冷效果好,但是通過幾輪優(yōu)化,法雷奧的油冷方案可以達(dá)到同水冷一致的冷卻性能。第二個問題,系統(tǒng)的散熱功率能否達(dá)到所需要的水平,通過實驗證明,我們的系統(tǒng)可以達(dá)到高于4.5千瓦的散熱能力,對小型電動車而言是完全足夠的。
圖片來源:法雷奧
我們也對系統(tǒng)的散熱能力進(jìn)行了測試:油溫可以被控制在50度左右,而持續(xù)功率可以達(dá)到43.7千瓦的水平,電機(jī)和功率模塊兒的溫度也可以被控制在100度以下。
這和市面上的風(fēng)冷結(jié)構(gòu)有什么不同?我們知道,目前市面上已經(jīng)有很多低成本的風(fēng)冷方案,然而,由于實際操作環(huán)境的復(fù)雜性,汽車上部能接收到的風(fēng)流是比較有限的,且容易受到季節(jié)的影響,這對于逆變器的冷卻是非常不利的。
圖片來源:法雷奧
比較風(fēng)冷和油冷方案,油冷的方案的熱阻更小,且冷卻速度更快。
在成本上,風(fēng)冷要求裝配大面積的散熱片、風(fēng)扇,這些都是額外的物料成本,且需要定期維修。并且由于采用了散熱片的結(jié)構(gòu),難以進(jìn)行集成,需要使用軟線進(jìn)行連接,這些都是額外的成本。相比較而言,Smart eDrive在成本和散熱效率方面的優(yōu)勢就顯而易見了。
在Smart eDrive樣車的制造過程中,我們在替換水冷系統(tǒng)時就去掉了很多零部件,比如散熱機(jī)、水泵、傳感器等,樣車的實驗結(jié)果也很優(yōu)秀,可以在低速情況下達(dá)到持續(xù)扭矩達(dá)到峰值扭矩的37%,持續(xù)功率30kW的水平。
我們也測試了山地工況,電機(jī)的油溫始終保持在很低的水平內(nèi),第一種山地工況的平均爬坡斜率是4.7%,平均速度為44公里/時。第二種山地工況的爬坡斜率在4%左右,車速平均是45-50公里/時。
Smart eDrive還有什么樣的優(yōu)勢?
第一是耐久,因為搭載了主動潤滑,系統(tǒng)可以很均勻地分配油量給轉(zhuǎn)動零部件,提高每個零部件的耐久性。通過這些主動潤滑在不用碳化硅的前提下我們提高電機(jī)效率到90.5%(仿真數(shù)據(jù)),我們實測目標(biāo)為達(dá)到89.5%的效率。
第二,架構(gòu)上,如果將電橋的冷卻散熱器安置在空調(diào)冷凝器前,空調(diào)的效率就會受到影響,而Smart eDrive可以去掉前面的散熱器,可以實際提升空調(diào)使用時的效率。
總而言之,Smart eDrive是針對小型電動車的自冷卻高效電驅(qū)動方案,可以提高效率、耐久度,降低整個系統(tǒng)的成本和重量。
最后對本次演講進(jìn)行匯總:
1、小型純電動市場對供應(yīng)商來說是特別重要的市場。
2、針對這一市場,法雷奧提供創(chuàng)新方案Smart eDrive,可以降低成本和系統(tǒng)重量。
3、通過一系列的實驗結(jié)果,Smart eDrive系統(tǒng)在性能是可以達(dá)到60千瓦的峰值功率和大于25千瓦的持續(xù)功率。
4、Smart eDrive在效率上要達(dá)到89.5%,目前已經(jīng)接近這一水平。
5、Smart eDrive還有其他優(yōu)勢:比如耐久和空調(diào)效率的提升。
(以上內(nèi)容來自法雷奧中國eDrive研發(fā)總監(jiān)Yejin JIN于2022年12月7-8日由蓋世汽車主辦的2022第三屆汽車電驅(qū)動及關(guān)鍵技術(shù)大會上發(fā)表的《Smart eDrive, 適用于小型電動車的自冷卻高效電驅(qū)》主題演講。)
來源:蓋世汽車
作者:薈薈
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