縱觀近幾年新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，48V技術(shù)路線憑借其高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)正獲得越來(lái)越多的關(guān)注，國(guó)內(nèi)多款搭載第一代48V系統(tǒng)的車型已陸續(xù)上市。從油耗方面來(lái)看，第一代48V系統(tǒng)帶來(lái)的8~12%節(jié)油收益，使得各大主機(jī)廠對(duì)第二代48V系統(tǒng)的節(jié)油效果有著更高的預(yù)期；在駕駛體驗(yàn)方面，第二代48V系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)解耦之后，可增加純電起步，純電倒車，高速純電巡航等駕駛體驗(yàn)。而要滿足第二代48V系統(tǒng)節(jié)油率>20%，以及純電行駛的能力，第二代48V系統(tǒng)的電力驅(qū)動(dòng)模塊則需要有更大的扭矩，更高的功率。說(shuō)到這里，今天的主角就要登場(chǎng)了，它的就是48V 電力驅(qū)動(dòng)模塊（48V Electrical Power-pack），簡(jiǎn)稱48V EPK。

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48V EPK 與第一代BRM的不同之處

作為第二代48V系統(tǒng)的電力驅(qū)動(dòng)模塊，48V EPK與第一代助力回收電機(jī)（Boost Recuperation Machine, BRM）有哪些不同呢 ？

• 安裝位置：BRM通過(guò)皮帶集成于發(fā)動(dòng)機(jī)后端；48V EPK的集成根據(jù)在變速箱不同的接入位置分為P2，P2.5，P3以及P4（接入后軸減速器），實(shí)現(xiàn)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力解耦；

• 電機(jī)類型：BRM為5相混合勵(lì)磁爪極式電機(jī)；48V EPK采用6相永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)方案，具有高功率密度、高效率的優(yōu)點(diǎn)；

• 峰值能力：BRM峰值扭矩53Nm（啟發(fā)動(dòng)機(jī)工況，僅持續(xù)300ms），峰值輸出功率10kW，峰值回收功率12kW；48V EPK峰值扭矩60Nm，峰值輸出功率17kW，峰值回收功率19kW，性能較一代電機(jī)有明顯提升；

• 冷卻方式： BRM冷卻形式為風(fēng)冷；48V EPK采用水冷散熱，逆變器和電機(jī)共用水道設(shè)計(jì)，達(dá)到減少水管連接，且機(jī)械結(jié)構(gòu)最小化的目的。

相比于一代電機(jī)BRM，48V EPK在二代拓?fù)湎碌膽?yīng)用可讓駕駛員在悄無(wú)聲息中體驗(yàn)到與傳統(tǒng)汽車無(wú)異的起步加速驚喜，48V EPK 19kW的回收功率，可支持整車回收90%以上的制動(dòng)能量，獲得更高的節(jié)油收益。

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48V EPK設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1） 電機(jī)工作范圍寬

48V EPK的工作范圍取決于不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和速比參數(shù)。以48V EPK在P3和P4應(yīng)用拓?fù)錇槔琋EDC工況下整車在120km/h進(jìn)行高速制動(dòng)能量回收時(shí)，對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)17000rpm（不同速比，車輪半徑有所不同），而WLTC工況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)更高。當(dāng)整車在0~15km/h純電起步時(shí)，電機(jī)輸出峰值扭矩來(lái)滿足起步性能。可見(jiàn)48V EPK要兼顧高速下能量回收效率高，低速下大扭矩的設(shè)計(jì)需求。

2） 低壓大電流的工作特性

根據(jù)LV148規(guī)范定義，電機(jī)滿功率工作電壓區(qū)間：36V~52V，48V EPK的工作電壓范圍相比于高壓系統(tǒng)要窄很多。但是對(duì)于直流側(cè)，T+，T-端流過(guò)電流最高可達(dá)470A，卻與高壓系統(tǒng)無(wú)異；相對(duì)于三相電機(jī)，六相電機(jī)輸出扭矩大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō)，持續(xù)性能和效率都是衡量電機(jī)優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。48V EPK繞組采用Pin結(jié)構(gòu)，有如下特點(diǎn)：

a. 槽滿率高，高效區(qū)面積大，效率高；

b. 繞組之間間隙小，繞組與鐵芯之間接觸好，散熱性好，持續(xù)性能好；

c. Pin電機(jī)繞組結(jié)構(gòu)采用穿線工藝，端部繞組結(jié)構(gòu)更為緊湊；

d. Pin電機(jī)體積小，功率密度明顯提高；

3） 矢量空間解耦算法的應(yīng)用

48V EPK為6相繞組設(shè)計(jì)，兩套繞組之間互感的影響，以及電感，磁鏈隨空間位置的不斷變化，易引發(fā)相電流諧波含量的增加。諧波電流不僅會(huì)導(dǎo)致電流畸變，影響電力電子器件工作壽命；同時(shí)，諧波電流造成系統(tǒng)損耗增加，降低系統(tǒng)工作效率。因此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了聯(lián)合電子史上首個(gè)六相電機(jī)控制算法，通過(guò)矢量空間解耦（VSD）對(duì)相電流基波和諧波進(jìn)行解耦控制，極大地提升了電機(jī)的控制品質(zhì)。

4） 高功率密度

不同的整車平臺(tái)對(duì)布置空間有著不同的要求。因此，項(xiàng)目成員從器件選型，集成裝配等方面入手，進(jìn)一步優(yōu)化48V EPK的體積以滿足更多主機(jī)廠的空間布置要求。

5） 高性價(jià)比

相比于高壓HEV，48V技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于極高的節(jié)油性價(jià)比，48V EPK作為第二代48V系統(tǒng)核心部件，主機(jī)廠對(duì)其成本極為敏感。因此從降低客戶的成本出發(fā)，在提升產(chǎn)品性能的同時(shí)，降本措施會(huì)伴隨著產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程持續(xù)下去，為第二代48V系統(tǒng)的順利批產(chǎn)鋪平道路。

03

聯(lián)合電子開(kāi)發(fā)48V EPK的優(yōu)勢(shì)所在

1）聯(lián)合電子擁有多年電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的研發(fā)和批產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為48V EPK的研發(fā)提供了很多技術(shù)借鑒。48V EPK定轉(zhuǎn)子復(fù)用高壓SMG2U153平臺(tái)，逆變器可與48V DCDC共用產(chǎn)線，以此降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

2）聯(lián)合電子專業(yè)的系統(tǒng)能力可為主機(jī)廠提供完整的48V系統(tǒng)解決方案，從客戶角度出發(fā)，量身打造定制方案。

3）聯(lián)合電子借鑒Bosch先進(jìn)的技術(shù)理念，建立快速響應(yīng)的本體開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，以及憑借與主機(jī)廠良好合作關(guān)系，為48V EPK的研發(fā)保駕護(hù)航。

4）聯(lián)合電子可以同時(shí)提供高壓和48V系統(tǒng)解決方案，以及選用相同的電機(jī)直徑，使得客戶開(kāi)發(fā)一款混動(dòng)變速箱就可以兼容高壓和48V應(yīng)用，形成高低端配置組合。

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48V EPK 當(dāng)前階段的成果分享

在項(xiàng)目組小伙伴兒的齊心協(xié)力下，48V EPK取得了一些階段性的成果：

1） 性能方面

48V EPK樣品已完成臺(tái)架測(cè)試，性能達(dá)到峰值扭矩60Nm，峰值輸出功率17kW，峰值回收功率19kW。

2） 項(xiàng)目應(yīng)用

2018北京車展上，聯(lián)合電子展出應(yīng)用于P4拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的48V EPK+減速箱的集成樣件。P4后軸集成方案在滿足二代48V系統(tǒng)節(jié)油目標(biāo)的同時(shí)，還可以帶來(lái)四驅(qū)體驗(yàn)，拓展48V EPK的應(yīng)用范圍。