I-Pace純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的案例
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捷豹I-Pace純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.0
技術(shù)丨純電動(dòng)重型電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)
作者：袁磊丨北京特種車輛研究所
1 引言
當(dāng)前，國內(nèi)對(duì)純電動(dòng)汽車的研究主要集中以乘用車為主，對(duì)重型純電動(dòng)卡車的研究較少。本文以車輛主要性能參數(shù)的要求為基本依據(jù)，研究純電動(dòng)重型卡車的結(jié)構(gòu)型式，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)的選型和匹配方法，以為純電動(dòng)重型卡車的方案設(shè)計(jì)提供支撐。
2 純電動(dòng)重型卡車結(jié)構(gòu)和動(dòng)力性指標(biāo)
純電動(dòng)汽車采用動(dòng)力蓄電池作為動(dòng)力源，電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，并配有減速機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)型式可根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的布置方案分為集中式驅(qū)動(dòng)或分布式驅(qū)動(dòng)兩種。集中式驅(qū)動(dòng)主要是將內(nèi)燃機(jī)替換為動(dòng)力電池和一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并進(jìn)一步將傳統(tǒng)車輛的減速器、差速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)，而形成集中式車橋式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案；分布式驅(qū)動(dòng)采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，驅(qū)動(dòng)輪之間也沒有差速器，簡化了車輛結(jié)構(gòu)但提高了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
為簡化車輛結(jié)構(gòu)，提高空間利用率，某四軸純電動(dòng)重型卡車采用分布式輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu)，整車主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。
車輛的機(jī)動(dòng)性指標(biāo)要求為：最大車速vmax為120 km/h；最大爬坡度為30°；0～30 km/h加速時(shí)間t為5 s；以70 km/h在城市道路上行駛的續(xù)航里程s不小于100 km。
表1 整車主要結(jié)構(gòu)參數(shù)
3 純電動(dòng)重型卡車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力
汽車性能通常根據(jù)汽車牽引力與車速之間的關(guān)系得出，通常假設(shè)其最大牽引力受制于動(dòng)力裝置的最大轉(zhuǎn)矩，而不受制于路面的附著力。
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因此，SiC是通往更高系統(tǒng)電壓的關(guān)鍵技術(shù)。
如果可以找到電機(jī)和逆變器的兩條隨開關(guān)頻率相反運(yùn)行的損耗曲線之間的最佳平衡，則 WLTP 系統(tǒng)級(jí)（800 V Si 系統(tǒng)與 800 V SiC 系統(tǒng)相比）的效率可能提高 4 % 至 8 %）。效率描述了存儲(chǔ)在電池中的能量與用于產(chǎn)生牽引力的能量之比。
因此，更高的效率可以實(shí)現(xiàn)在電池容量相同的情況下更長的里程，或者在電池容量降低的情況下產(chǎn)生里程不變。因此，提高效率是優(yōu)化 BEV 成本的最大措施。SiC 技術(shù)應(yīng)用帶來的是系統(tǒng)成本優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兛梢怨?jié)省更多的電池。
Vitesco Technologies 正在開發(fā)一種模塊化逆變器概念，用于從 400 V 到 800 V 的過渡。該開發(fā)的技術(shù)平臺(tái)是基于高度集成的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMR4（ 第 4 代）。EMR4 電驅(qū)動(dòng)橋是 EMR3 的進(jìn)一步發(fā)展，目前已在中國進(jìn)行大規(guī)模批量生產(chǎn)。EMR3 已集成到歐洲和亞洲 OEM 的多款車輛中。
EMR4 的電力電子控制器（逆變 ）基于第四代電力電子控制器平臺(tái)(EPF4.0)。Vitesco Technologies 可以利用其在逆變器技術(shù)開發(fā)方面的廣泛和長期經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)具有低雜散電感和優(yōu)化 dv/dt 的技術(shù)。
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