电动汽车 -重卡电驱桥技术要点和设计方法-解放 重汽 AVL（TMC2024）

解放、重汽、AVL（1）集成式电驱桥是重卡电驱的技术趋势，其切换速度由技术成熟度、成本、市场认可度等综合因素决定（2）中央电驱系统有其不可替代的应用场景，配套率会减少，但不会消失，未来中央电驱动系统和集成式电驱桥会共存重卡电驱动系统技术发展趋势：（1）轻量化：电机功率密度/扭矩密度协调提升（2）高效率：最高效率/高效区显著提升（3）持续功率大幅提升：商用车更关注持续功率，重型电驱动系统持续功率向360kW以上发展（4）少挡化、无动力中断换挡（5）多层扁线化：提升高速工况输出功率、提升效率、减少趋肤效应影响，减少交流损耗，提升输出功率及效率（6）电机油冷化：提升电机持续功率、提升电机寿命及可靠性、润滑和冷却高速轴承和油封，提升寿命及可靠性、冷却转子磁钢，降低转子退磁风险（7）800V平台碳化硅逆变器：提升续驶里程或减少电池电量、整车续驶里程增加5-10%，逆变器与电驱一体化集成，节省逆变中央电驱动系统构型发展趋势（1）2020～2021年：低速单电机+传统12挡AMT（2）2022～2024年：中低速单电机+4/6挡专用AMT集成式电驱桥构型发展趋势：（1）构型技术呈“断开式桥壳+平行轴/同轴”和“整体式桥壳+平行轴”两种型式/双电机、重汽单/双电机等（3）集成度、高效率、轻量化、低成本、可靠性、舒适性是主要竞争焦点中央双电机电驱动系统的优势双电机电驱系统具有低自重、高效率、高可靠、无动力中断、安（1）相比于单电机构型，高速双电机可实现电机重量大幅降低，同时电机的高速化使得电机持续及峰值功率明显提升（2）变速器双4挡，双电机解耦，实现多种工作模式，低负荷单电机驱动提升效率；无动力中断换挡提升驾驶舒适性中央双电机电驱动系统的挑战（1）机械结构复杂，设计变量增多l最优电驱构型的选择：紧凑化、高效率、轻量化、低成本、可制造性、可服务性l动力耦合与解耦机构l双电机与挡位、速比的最优匹配l润滑及冷却系统的设计l单双电机的协调控制：效率最优、寿命平衡l挡位切换的控制：平顺性、快速l双桥驱动防滑控制l制动能量回收控制l高速电机的设计：高效率、轻量化、长寿命l高速齿轮的设计l高速轴承与高速油封的匹配应用一汽解放重卡高速高效油冷扁线电机技术基于自主开发的多目标优化算法，建立高性能油冷电机多目标优化分析模型，大幅提升开发效率，与水冷电机相比，油冷电机持一汽解放双电机多挡位电驱控制技术（1）聚焦高效低能耗目标，突破少挡化双电机系统高效驱动控制技术l挡位规划与双电机扭矩动态分配，单/双电机8种驱动模式，实时实现最高系统驱动效率，CHTC工况电机综合驱动效率96%l双电机联合驱动，在功能维度一电机作为另一电机的功能备份，从构型层面提高系统鲁棒性（2）聚焦高可靠长寿命目标，突破双电机长寿命动力输出策略l智能识别工况需求，结合逆变器结温估算技术，规划动力输出，抑制逆变器结温上升过快，延长逆变器寿命l基于结温、转速及驱动电流进行双电机差异累计，适时切换单/双电机驱动模式，保证系统中每个电机及对应逆变器工作累计相当新能源重卡驱动型式（中国重汽）（1）中央驱动：将原发动机和变速箱的位置替换为驱动电机和多挡变速箱，传动轴和后桥保持不变（2）电驱桥：将驱动电机和变速箱集成到后桥上，节省传动轴等部件（1）集成化：驱动电机、减速箱与车桥集成，节省了传动轴、悬置支架等零部件，系统降重20-25%（2）低能耗、高效率：减少传递环节，传动效率提高2-3%（3）布置空间优化：占用空间小，便于动力电池包布置中国重汽电驱桥关键技术l合理设置主减结构或者采用主动润滑，降低搅油损失l优化油量分布，降低压力损失l按需润滑，提高系统运行效率l考虑极端工况下的冷却润滑需求，如高热重载工况、电机堵转工况等（2）整车集成热管理l整车集成热管理，实现电机、齿轮箱与空调、电池等部件能量的相互利用l优化不同工作模式控制策略，提高整车能量利用率（3）齿轮NVH性能优化l齿面微观修型，改善传动误差l提高齿轮加工精度，优化静态传递误差l优化箱体齿轴强度，避免模态共振