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火狐体育全站app:上汽Marvel X双电机两挡电驱系统拆解分析报告-后驱(上)
来源:火狐电竞app 作者:火狐体育全站app时间:2022-01-23 01:04:37 浏览:18

  Marvel X后桥采用梯形多连杆独立悬架,空心式H型铸铝下控制臂,井字形钢制管梁焊接式副车架,以满足后桥强大的扭矩输出需求和双电机电驱系统的安装支撑,副车架的Z向高度较高,整体用料和布置为重新开发的纯电平台产品,副车架图片可以看到铝质的控制臂及铝质连杆以及横向稳定杆。

  焊接框架式的后副车架通过四处螺栓点固定连接在车身,且均带有橡胶衬套,后电驱系统通过三点悬置连接到副车架,变速箱差速器端一处,另外两处在主电机TM1和辅助电机TM2处,悬置布置方式为EV车型常见质心布置,三处悬置点均带有独立设计的悬置支架,悬置支架与副车架的连接处均为两处支撑点。

  TM1电机:前进/倒挡时,一直工作;TM2电机:倒挡时不工作,经济/标准/运动模式时,仅前进挡急加速时工作,智能极速时前进挡一直工作;TM3电机(前驱电机):运动/极速模式无论前进还是倒挡都一直工作,经济/标准模式,仅前进挡急加速时工作。

  优势:扩大零部件平台化收益,利用现有电机平台化资源,通过双电机结合两挡变速箱的动力组合兼顾整车动力性、电驱经济性以及成本的要求;两挡变速箱通过一二挡速比,降低辅助电机功率和扭矩需求,同步器与拨叉组合的换挡机构,可以实现N挡设置,低速时可彻底断开辅助电机TM2,提升系统效率,同时低扭下单电机TM1出力, 避免“大马拉小车”的效率损失;整个系统通过整车标定可细化工况适应性(急加速、高速、低速),双电机取长补短:把一个工况点拆为两个工况点的加和,拆分得当,可找到更高效的组合方式以提升电驱系统的经济性。参考同济大学学报上一篇论文《四驱电动车经济性改善的最优转矩分配控制》结论:在高转矩需求时应平均分配转矩,在低转矩需求时应关闭前轮/后轮电机,以获得更高的效率,Marvel X四驱车贯彻使用了该理论,而且使用的更加彻底,后驱实现扭矩效率凸函数“1+1>2”的高效组合(请脑补凸函数曲线的数学知识),前驱采用可机械脱开的电驱系统。最后一条优势相对其他厂家来说可能是劣势了,Marvel X双动力输入的两挡变速箱技术可借鉴其EDU混动变速箱技术,上汽是有双动力输入EDU混动系统的开发和标定经验的。

  劣势:由于增加了两挡变速箱,相比单挡减速器增加了电子换挡执行器、同步器、拨叉、位置传感器以及挡位齿轮等,传动系单体成本增加,但在上汽当时所处的大环境,为了满足整车百公里4.8s加速和407km续航的要求,最大化利用手头现有资源来实现整车需求,后电驱采用的双电机+双电控+两挡变速箱,前驱采用带单向离合器的的动力组合,整体成本上应该是最合适的方式,同时硬件的开发风险也是可控的,但整个系统相对单电机单挡减速器而言还是复杂的,可靠性相对后者还是要打折扣的。双电机电控匹配逻辑+换挡逻辑+前后动力分配逻辑,整车需要做很多的三电机和两挡动力切换的标定工作,由于国内缺乏相关开发经验,整体软件工作从“量”和“质”上要求较高,开发成本和风险也较高(这儿要为上汽点个赞)。

  Marvel x分体式的后电驱系统包括TM1和TM2电机、两挡变速箱和双IPU,两挡变速箱左右两侧各有一根输入轴,分别与左右两侧的TM1和TM2电机轴花键连接(变速箱两输入轴均为外花键),TM1电机前端盖与变速箱壳体通过小止口+定位销实现安装定位,变速箱外止口带有O型圈(密封电机轴与变速箱输入轴连接处,防尘防水),该输入轴外花键轴上带有O型圈(密封花键润滑脂)而TM2电机与变速器输入轴花键连接无O型圈且无止口定位,是因为TM2电机前端盖与变速箱壳体集成设计,TM1电机的前端盖与电机机壳一体式铸造成型,均从设计端提升安装精度。

  IPU与电机通过外置三相线连接,三相线长度较短,三相线两端均通过带有固定螺栓的盖板分别与电机三相接线端子和IPU三相出现端子连接。

  动力需求低时,如低速行驶或高速低功率时,TM1电机输入,变速箱二挡,动力流向如下图所示。

  动力需求中等时,如高速高功率时,TM1和TM2电机同时输入,且同步器将两个输入轴锁死连接成一根轴,变速箱二挡,动力流向如下图所示。

  动力需求高时,如低速急加速时,TM1电机二挡输入,同步器换挡,TM2电机一挡输入,动力流向如下图所示。

  Marvel X后电驱的主电机TM1与前驱电机TM3使用同一个电机,降低开发费用和物料成本,均为峰值功率85kW的三相永磁同步电机,最高工作转速10000rpm,峰值扭矩255Nm,总重39kg,整个总成分为电机壳、定子、转子和后端盖,电机的前端盖与机壳做成一体成型,同时冷却水套直接预铸在机壳上,这两项措施均减少了有固定定位要求的零部件数量,提升转子与定子,定子与机壳的安装精度,会直接提升转子与定子的同轴度,降低偏心和动不平衡量,从激励源头降低电机NVH风险。详细细节见之前发出的前电驱分析,当然也会降低整体尺寸。

  TM2电机使用的轴承是SKF高速轴承Explorer系列,前轴承为6207规格的金属盖板脂润滑深沟球轴承,后轴承为6205规格的金属盖板脂润滑深沟球轴承,轴承游隙均为C3,前后端盖上的前后轴承的轴承座均镶嵌有钢衬套,降低高速高温下轴承外圈的滑转跑圈风险,降低异响风险。前电机的后端盖上固定有旋变定子,旋变定子线束上带有温度传感器线束,二者共用一个接线端子,该出线端子带有旋变信号和温度信息,旋变转子固定安装在转子轴的后端。

  Marvel X后电驱主电机TM1和辅助电机TM2分别为峰值功率85kW和52kW的三相永磁同步电机,最高工作转速10000rpm,峰值扭矩分别为255Nm和155Nm,电机总重分别为39kg和29.5kg,其中主电机与前驱电机共用,前后电机定子均为发卡式扁线绕组,定子水冷,电机壳均与水套一体式铸造,提升安装精度。

  TM1主电机总成分为电机壳、定子、转子和后端盖,其前端盖与机壳做成一体成型,同时冷却水套直接预铸在机壳上,这两项措施均减少了有固定定位要求的零部件数量,提升转子与定子,定子与机壳的安装精度,会直接提升转子与定子的同轴度,降低偏心和动不平衡量,从激励源头降低电机NVH风险。

  TM2辅助电机总成分为电机壳、定子、转子、前端盖和后端盖,其中前端盖上集成变速箱壳体一部分,用于变速箱输入轴和中间轴的支撑,可以提升电机与变速器输入轴的安装同轴度,取消花键密封O型圈。

  电机机壳采用砂芯低压铸造工艺实现定子水套与机壳一体铸造成型,在机壳外侧留有出砂孔,铸造完成后,振动松散砂芯后放出砂料,采用堵盖封堵出砂孔。

  Marvel X后电机TM1见拆解报告的上篇。辅助电机TM2定子为扁线绕组,定子叠片焊接在一起,定子温度传感器测点布置在绕组端部内侧,转子磁钢布置形式为为4段”V+1”斜级,两边压板为铜压板,转子冲片通过铆压和贴胶的方式连接在一起,转子轴后端通过锁紧螺母压紧压板,最后通过防松板卡住锁紧螺母实现螺母防松,转子轴为空心轴。

  前电机带有两个带透气膜的通气塞,厂家为Voir,安装在电机的接线盒的两侧,离地间隙高,减少进水风险的同时降低电控凝露风险。

  TM1和TM2电机端盖与机壳的连接螺栓端面非平面,带有长条形凸起,用于增加螺栓端面与铝壳体压接表面的摩擦,增强防松性能。

  Marvel X的后电控分为IPU1和IPU2,分别驱动电机TM1和TM2,与前电驱IPU共用。上海联电设计生产,为上汽集团的控股的合资公司,该电控属于联电平台系列产品,先后用于上汽荣威ERX5和Ei5。整体结构包括上箱体、IGBT功率模块、母线电容、母线滤波组件、驱动板、控制板、下箱体及结缘板、接线盖板等,其中母线电容布置在IGBT模块上方,驱动板布置在二者的侧面,控制板与驱动板垂直布置,两者通过排线连接,接线盖板与上箱体之间有密封圈,接线盖板上铸造有定位叉脚,用于安装接线盖板时与上箱体定位,下箱体集成冷回路,进出水管接头为塑料管接头,通过螺栓连接到下箱体。

  Marvel X电机控制器的控制板上加装有金属屏蔽罩,降低电控系统内部高压回路对低压控制板的电磁干扰,同时在直流母线引入端,设计有母线滤波组件,内部包含两个Y电容,用于改善直流母线端的电磁干扰,使得电控系统满足整车EMC要求。

  整个电控系统属于分体式,与电机通过三相线连接,三相线的两端均通过带有螺栓的盖板与电机、电控段固定,三相线两端的接线端子均为长形孔。电控系统总成布置在电机上方,与电机连接的螺栓带有隔振橡胶,用于降低电机端向电控系统传递的振动,提升电控系统内部电子元器件的可靠性。

  母线电容厂家为松下,输入电压450V,500μF,电控系统的额定电压为350V。控制板的主控芯片厂家为英飞凌。

  Marvel X电控的三相铜排与功率模块、功率模块与母线电容之间通过钎料+电阻焊焊接。

  后驱左右控制器上均带有一根与各自电机短路的连接线,用于IPU壳体与各自电机机壳短接,TM1电机、IPU1和TM2电机、IPU2最后分别外接一根接地搭铁线。