电动车-比亚迪海豹前后电驱动拆解

NO.353

比亚迪海豹前后电驱动拆解

驱动视界

驱动视界

三合一电动驱动桥八合一电动驱动桥

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比亚迪海豹电控部分的集成度非常高，自上到下3块板子(集成了

BMS、VCU和MCU的低压控制板，逆变器和DCDC与充电机一体板)

实现了原来需要4个独立模块完成的功能。集成的优势在于省去了这

些分立部件之间众多的高低压线束和接插件，实现了降本、空间紧凑

和简化整车布置。后驱“8合1”永磁同步电驱动系统中的电机部分

采用“1槽6线”扁线绕组技术、前驱“3合1”异步感应电驱动系统

的转速持续提升且应用了内外全油冷散热技术。海豹后电机型号

TZ200XYC,是比亚迪首款油冷电机，最高转速16000rpm,峰值功

率230kW。八合一总成集驱动电机、变速器、电机控制器、整车控

制器(VCU)、电池管理器(BMS)、高低压直流转换器(DC-

DC)、双向车载充电器(OBC)、高压配电模块(PDU)于一体，

系统的功率密度提升了30%,重量降低了16%,综合工况效率89%。

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1、比亚迪海豹后电驱动

通过拆解发现，比亚迪海豹成本比特斯拉低15%,比大众汽车低

35%。电驱动总成(EDU)及其周边零部件正在迈向整合化。在

周边零部件中，DC-DC转换器、车载充电器、配电单元(PDU)

实现一体化。把几种主要零部件：DC-DC转换器、车载充电器、

电池管理系统(BMS)等集成到1个模块中，被称为“X合一”。

在海豹和“ATTO3”等全球战略EV车型上，集成8种零部件的电

动驱动已经实用化。整合的目的是“有效利用车内空间，降低成

本，实现轻量化”。

比亚迪海豹后电驱动总成

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驱动视界

高压零部件单元

马达

齿轮箱驱动视界

比亚迪海豹后电驱动总成

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从车辆上拆下的后轮处的八合一电驱动上附有用于降低声音和振动

的声学包。八合一电动驱动桥的结构为2层，下部配置马达和齿轮箱

单元，上部配置逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等组成的高压

零部件单元。这种零部件配置与许多三合一电动驱动桥采用的形式

大致相同。类似于把三合一中，相当于逆变器的部分替换为集成高

压零部件的单元。拆下电缆和外罩的八合一电动驱动桥的外观高压

零部件单元配置在驱动电机和齿轮箱单元之上，实测重量为114kg。

外形尺寸(标称值)为591.3(Y)×宽度方向612.2(X)×360mm

(Z)。虽然把八种零部件合为一体，给人的印象却很紧凑。比亚迪

的八合一电驱动引人注目的是用于连接的高压电缆数量少。与电动

驱动桥通过高压电缆连接的有3处，分别是电池组、直流电源用充电

口、交流电源用充电口。通过把DC-DC转换器、车载充电器、BMS

集中至电动驱动桥，尽量减少了高压电缆和连接器。注意上图电机

轴外壳处的油管，经过查询和比对，所涉及的比亚迪专利如下：

比亚迪专利CN202222258660

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比亚迪专利《一种电动总成的油管技术》,转子输出端采用外花键

和减速箱轴相连，转子油道从左向右逐渐变粗，此种设计是为了使

加工制造更加方便，可以分别从两端分别打孔，右侧的孔长而粗，

左侧孔细而短。油液能从电机轴的一侧泵入，由边缘这些小孔对转

子叠片中的永磁体散热，相当于从内到外都有油液的冷却。而永磁

体一旦退磁是不可逆的，此种设计非常有必要。为了防止两端都开

口导致的油从一端进另一端出的问题，放大专利图的右端会发现一

个画有截面线的塞子，应该是一个堵头。

后轮处的电动驱动桥的侧面高压电缆从汇聚逆变器、DC-DC转换器、

车载充电器等的上侧单元的3处伸出。比亚迪降低成本很大程度上是

通过削减这些高压电缆和连接器来实现的。对于EV和混合动力车

(HEV)等电动汽车来说，这些高压电缆和连接器是不可或缺的零

部件。安装高压电缆多为手工作业，由于电缆直径较粗且较硬，因

此难以操作。如果能减少电缆数量，应该也能减轻配线作业的负担。

如果分别配置三合一和DC-DC转换器、车载充电器、BMS,则所需

的高压电缆数量和连接器个数会随之增加。大众ID.3在后轮处搭载三

合一、DC-DC转换器与车载充电器配置如下图。

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充电口

电池组

电动转换器逆变器

压缩机

车戟

充电器

PTC加热器

齿轮箱

大众ID3底盘cutaway

与交流电源用

充电口连接

与直流电源用

充电口连接

与电池组连接

比亚迪海豹后电驱动总成

动力总成及其周边零部件的高压电缆的连接包括如下5个系统：逆变

器和电池组、DC-DC转换器和电池组、车载充电器和电池组、直流

电源用充电口和电池组、交流电源用充电口和电池组。

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大众ID.3的高压零部件的配置DC-DC转换器搭载于车辆前方，车载

充电器搭载于车辆最后方。电驱动总成和周边零部件的集成可以减少

高压电缆和连接器。

高压零部件单元

或速器马达驱动视界

比亚迪海豹后轴电驱动总成

与单独配置各个零部件相比，还可以减少零部件数量和占用的体积，

由于可减少容纳各零部件的外壳数量，因此也有助于削减金属材料

的用量。比亚迪海豹八合一电驱动在电机和减速器上配置了由逆变

器、DC-DC转换器、车载充电器等构成的高压零部件单元。其具体

构成零部件如下图所示，首先从驱动电机来看，最高输出功率为

235kW,最大扭矩为360N·m的永磁同步电机(PMSM)。八合一

电驱动构成：高压零部件单元在上侧搭载了逆变器、BMS、车辆控

制器，在下侧搭载了DC-DC转换器、车载充电器功能。采用碳纤维

导电环来解决轴承电腐蚀问题。

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EAS和车辆控制器

高压零部件单元

DC-DC转换器和车载充电器

差动装置减速器

比亚迪海豹后轴电驱动爆炸图

分离定子和转子

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永磁同步电机(PMSM)是很难拆的零部件之一。因为定子和转子

凭借强大的磁力固定得很牢固。比亚迪海豹八合一电驱动电机定子

的绕线使用的是扁线，成本比圆线高，但容易提高占积率(铜线在

线圈截面积中的占比),有利于提高电机的效率，或许因为海豹在

比亚迪的EV中是旗舰车型，并未选择一味降低成本。

海豹电机定子冷却

海豹电机定子上方布置了2根油管，如两个黄色圆圈所示，用来喷油冷

却绕组。其中最左边的油管头部开有小孔，通过此小孔分流一部分油

到电机端盖，给电机后轴承润滑。比亚迪海豹电机定子油管和韩国现

代集团的E-GMP平台的油管设计类似：用不锈钢管给定子喷油冷却。

现代E-GMP电机冷却油管

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现代E-GMP电机冷却

此种设计比E-GMP更简单：省去了E-GMP油管入油端的密封结构，

入口和壳体为间隙配合。定子冷却仅从顶部对绕组外围喷油冷却，

内侧没有专门设置的转子甩油孔对绕组内侧进行甩油。下图可以看

到植入定子内部的温度传感器，这个传感器的位置设计在油冷通道

附近，否则在壳体外部测温不利于整体温控数据的检测。

后轮处的驱动电机的定子前端包覆有用于绝缘的树脂。

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定子的内部

海豹电机转子冷却

从颜色的变化来看，转子似乎被分成了5个块体。转子2端的轴承上

带有“FAG”字样，是德国舍弗勒(Schaeffler)的产品。后轮处的

驱动电机的转子，最高转速为16000rpm。海豹电机转子铁心叠片为

分5段，中间部分三段的叠长大概是两端叠长的两倍，并且在平衡盘

和铁心边缘有三个喷油孔见下图：

海豹电机转子冷却

上图拆开的转子叠片，三个小孔应为转子磁钢冷却油道末端的排油孔。

海豹电机转子冷却方案应该是借助平衡盘油道，两端相向错流，并且

把铁心油道引入了大磁钢两端的隔磁区，实现了磁钢的浸没式冷却。

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海豹电机轴上有油孔，对应转子两端平衡盘的油道，所有进入转子的

油都流经磁钢冷却油道，并经铁心端面的油孔甩出。常规的转子甩油

出口通常位于平衡盘外端面，或者直接从轴上孔甩出，但比亚迪布置

的甩油孔离气隙如此之近，因而油很容易进入气隙。磁钢冷却在大部

分形式工况下是用不到的，但它能降低边界性能的磁钢温度，从而拓

宽持续性能和升压充电电压范围，或通过降低磁钢牌号来降本。比亚

迪专利中平衡盘上的排油孔是斜的，此种设计可以避免产生冷却油漫

入气隙的问题，并且可以利用甩油冷却定子绕组。但是在产品拆解中

并未发现该斜孔，可能的原因是该斜孔将带来额外加工成本。而如果

转子通油出现的时间很短，影响也不大，可不必加工。

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6

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52015106驱动视界

比亚迪专利CN115139771A

在比亚迪海豹的八合一电驱动总成里，有供应商名称的单独零部件

很少，估计驱动电机、逆变器和其他高压零部件也大多由比亚迪自

己开发。

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海豹电机轴

齿轮箱的内部，减速器是现行量产纯电动汽车的电驱动系统中主流

的3轴(平行轴)型，采用单档2级式结构，安装在从电机伸出的输

入轴上的轴承是瑞典斯凯孚(SKF)的产品。齿轮箱减速比10.81。

比亚迪海豹后电驱动齿轮箱拆解

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TransHorizon驱动视界

比亚迪海豹电驱动控制部分拆解

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由逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等构成的高压零部件单元目

前尚处于拆掉外盖部分的阶段。高压零部件单元的上侧搭载了逆变

器、BMS、车辆控制器功能。高压零部件单元的下侧搭载了DC-DC

转换器和车载充电器功能。

比亚迪海豹电驱动控制部分拆解

比亚迪海豹前电驱动

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2、比亚迪海豹前电驱动

移除前发动机罩下的前备箱，逆变器就会显露出来，如下图。确认

安装位置后，像后轮处一样从车身下方取出前电驱动总成。前电驱

动的电机、逆变器、减速器这3个主要零部件实现一体化、被称为

“三合一”的普通电驱动总成。结构为在电机和减速器上方搭载逆

变器的双层结构。重量为90kg。逆变器安装在电机和减速器上方。

拆除逆变器后，可以确认驱动马达的制造商是比亚迪实业有限公司

(FuzhouBYDIndustrial)。后轮处使用的是在现行纯电动汽车

上主流的永磁同步马达(PermanentMagnetSynchronous

Motor、PMSM)。定子和转子借助强磁力固定，难以分解，但前

轮处则轻松拆下。观察定子的结构，与后轮处有所不同。线圈等与

后轮处的驱动用电机有所不同。为了确认是否使用了永磁体，将铁

棒靠近转子，但没有反应。仔细观察电机的外壳，发现上面印着

“AsynchronousMotor”(异步电机)的字样。

比亚迪海豹前轴的电驱动总成

电机和逆变器的外壳上安装了声学包用于降低声音和振动。

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比亚迪海豹前轴的电驱动总成

海豹电机定子冷却

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前轮处的驱动马达应为感应马达。最高转速为16500rpm,总成重

量为90kg。从下图可以看到该ASM的定子为5个铜鼻子的三相圆线

油冷电机，29

接线板

28

定子油路电机轴承

3~

24

定子绕组

换热装置

5

627

H变速器

转轴转子油路

变速器轴承

544

油泵驱动视界

比亚迪专利CN115139771A

定子采用螺栓固定于壳体，顶部有油管进行冷却，其中最右侧的油管

端部开小孔，用来把冷却油引到到端盖处，对驱动电机后轴承润滑。

润滑油的一部分进入定子油道后，分为三路，由平衡盘甩出，分别由

三根油管对定子绕组端部进行喷油冷却。从上图可以看到拆掉端盖的

电机定子和减速箱壳体，定子出线中有一个中性点用于升压充电。根

据比亚迪专利CN115139771A分析，专利里原理图和常规冷却设计

没有区别，但多出了一个零件，即关断阀6。专利中描述，当磁钢需

要冷却时，关断阀打开，给转子磁钢通油冷却，但大部分情况下磁钢

不需要冷却，该阀闭合。在常规工况下磁钢是不需要冷却的，此时如

果仍放任磁钢通油，那么这部分没充分利用的油也在浪费泵功率，并

且油有可能进入气隙产生搅油损耗。如何解决?参见下图。

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Rivian

比亚迪专利还阐述了：整车在借助电机定子电感进行升压充电时，

当升压压差较大时，会有较大的纹波电流，该纹波电流会在转子上

产生感应电流并加热转子，因而可以设定根据升压压差超过阈值来

打开转子阀门的逻辑。另外，由于整车取消了电池包加热功能，完

全通过电机定子发热来给电池包加热，在此状态下如果转子油道仍

处于开通状态，那么回路中的冷却油将有一部分被电机转子分走，

无法参与换热将导致加热效果变差。磁钢冷却的关断阀设计体现了

油路主动控制理念，和Rivian的油冷器集成温控阀一样，标志着油

冷设计的日趋成熟。比亚迪海豹主要依靠车辆后部搭载永磁同步马

达的后轮驱动(RWD)纯电动汽车。在前轮处增加了感应电机

(IM)。

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作为主要驱动源的后轮处永磁同步电机