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技术“平民化” 长安启源数智电驱技术日解析
新出行原创 · 话题文章

近年来,中国汽车品牌在新能源领域的研发实力不断提升,从拥有几十年造车经验的老牌央企到造车新势力,纷纷在“三电”领域持续发力。

而在近期,长安旗下的启源汽车也是正式发布了大众级的插混轿车——A05,搭载了其全新的混动架构,零百加速最快可达 6.8s,百公里综合油耗 0.98L,亏电油耗也能做到 4.6L,而它的售价也仅仅是 8.99 万元起。

那么究竟是怎么样的混动架构以及内核才能让实现如此成绩?刚好今天,我也是受邀来到了长安启源数智电驱技术日,那么就让我们来看看,长安启源背后的电驱技术吧!

全新混动架构,配合硬核电驱技术

长安启源在自身定位上其实是更多倾向于年轻、时尚的品牌,主要面向年轻一代的消费者,市场战略也会更加注重性价比,来吸引消费者。

就是在这样的背景之下,长安启源也是推出了全新的混动架构,区别于以往长安 iDD 智电的 P2 混动架构,此次则是采用了更加简单且燃油经济性更高的 P1+P3 混动架构。

那么这个混动架构主要包括了高效蓝鲸混动发动机、数智电驱(P1电机+P3电机)、动力电池以及智慧能量管理系统组成。

长安启源全新混动系统总成: 1.5L高效蓝鲸混动发动机+数智电驱(P1电机+P3电机)

而长安启源为了让整体混动系统更加高效、节能,也是在内部搭载了许多“黑科技”,下面就带大家来看看!

1、10 层 Hairpin 扁线油冷电机技术

首先在整套混动系统当中,电机担任的是角色非常重要,承担着快速扭矩响应、能量回收、调节工况点等任务。长安为了让电机达到多方位的优秀水平,其对电机进行了创新性设计,并带来 10 层 Hairpin 扁线油冷电机技术。

扁线电机的层数,其实就是在一个定子槽内放入的扁铜线数量。目前行业内仍以 6 层为主,少量采用了 8 层。纯电领域,特斯拉最先在产品上将电机层数做到了 10 层。

而在混动领域, 长安则成为了全球首个应用 10 层 Hairpin 扁线技术的车企。

左侧为 6 层扁线电机,右侧为启源的 10 层扁线电机

那 10 层扁线电机在电驱上有什么优势呢?

先介绍一个技术概念,叫集肤效应,就是交变电流在导体中分布是不均匀的,集中于导体外表层,因此叫集肤效应。

通俗来说,就是铜线的外表面比内部的贡献更大,理论上外表面越多越有优势。那 1 根铜线有 1 圈外表面,10 层铜线就有 10 圈外表面,那么电机层数越高,材料的利用率就越高,从而带来的就是电机更高的功率与效率。

当然,这里也并非层数越高就越好,层数越高,所需要的工艺复杂度就越大,同时所带来的收益并不成正比,所以设置得太多,会导致制造成本上升而效益并不比较明显。因此,层数选择需要一定的实践经验和技术支持。 

最终,长安就开发出了 A05 身上的数智电驱系统,电机峰值功率达到 158kW,功率密度达到 7kW/kg。最高效率 97.8%,效率 90%以上区域超过 90%。

2、4 核高算力电机控制器

当然,数智电驱是一个完整的整体,10 层电机也不是孤立的存在,要想将 10 层电机的能力充分发挥,相关联的系统开发也必须与之匹配,包括控制器、热管理系统、传统系统等等。

那么与 10 层扁线电机所匹配的控制器,长安就采用一颗四核、每核 300 兆算力的 TC387 芯片作为 MCU 主芯片。

电机控制器:四核 TC387 芯片作为 MCU 主芯片

该芯片在保证 P1、P3 电机提供高精度动态扭矩响应控制的同时,还能承担起微秒级实时监控保护,全场景实时主动降噪 。

此外,在 IGBT 模块上,长安也采用椭圆 Pinfin 工艺,具备优异的机械安全、热安全、高压安全性能,提供了系统的稳定性。

3、电驱恒温系统

在热管理系统上,长安采用行业首创的电驱恒温系统。通过智能温控阀实现内外循环,精准温控,快速调温,让油温始终处于 60℃ 高效区,充分发挥 10 层电机性能。

该系统使用定子喷淋和转子甩油的双重油冷方案,电机定子和转子可通过润滑油直接冷却。让车辆在高温环境工作时,电机性能不衰减,日常工况时,系统效率更优秀。

4、全球-柱组合轴承

有了技术先进的 10 层电机,控制器和电驱恒温系统,那如果想要发挥整套系统的性能优势,那传动系统也必然不能拉跨。

因此,长安采用创新的全球-柱组合轴承,包括需要承载高扭矩差速器的轴承在内,都采用了效率更高的球轴承,实现传动效率高达 98.4%。

想要达成可靠性、NVH 等各种技术指标的优异,在制造成本和精度上会更难,成本也会更高。但球-柱组合轴承如果运用得当,那在各项指标上是要优于传统锥轴承的,尤其是在整个系统的传动效率方面,要好上很多。

5、轻量化设计

想要整体能耗“省”,那肯定躲不开轻量化的设计。因此重量轻且紧凑的电驱系统就起到了至关重要的作用,不仅减少了车辆布局的大小,还能够针对整车的重心和操控需求进行位置上的调整。

所以,在长安启源这套混动系统当中,整个电驱系统重量仅 110kg,体积小 26%,高度低 81mm。这意味着,搭载数智电驱的车型,整车重量更低,更利于布局。

能做到如此轻重量、体积小的原因,除了前面介绍的 10 层 Hairpin 扁线油冷电机技术外,长安还采用了混动专属 P1 电机与离合器高度集成方案。

其中,该方案采用了 8 层 12 对极的设计,让 P1 电机在 6500rpm 就能达成 1300Hz 的高频率。而这样的高频率设计让 P1 电机在低转速状态,也能发挥出高效率,实现与发动机高效区的结合,也就无需再进行升速,从而节省了1 根轴 1 对齿轮。不仅减轻了重量,还省掉了这一对齿轮的啮合损失。

P1 电机与离合器高度集成方案

6、iEM 智慧驾驶管理模式

除了硬件外,软件也十分重要,需要将整套动力上系统进行联动以及实时检测,才能实现最优的工作状态。

所以,长安启源采用 A-ECMS 智慧能耗最优算法,该算法可以将电机、电池、发动机、传动系统等所有参数输入 PCU,并时刻采集驾驶员、车辆等 500 多类信息,持续动态寻优,在用户实际使用场景中,可节能 6%。

长安启源基于这套算法,还将品牌旗下的插混车型,增加了除了 EV、HEV 等驱动模式外的一种 iEM 智慧驾驶管理模式。

该模式下系统将会全面接管车辆驱动的所有设置,实现全自动化。同时,系统也会基于实时导航信息,对出行全过程进行智慧规划,合理分配能量, 最大限度保证畅通路段高效用油、低速拥堵路段智慧用电 ,实现驾乘舒适性与使用经济性的兼顾。

7、1.5L 高效蓝鲸混动发动机

除了一系列电驱混动系统外,该套混动系统也搭载了 1.5L 高效蓝鲸混动发动机。

它秉承蓝鲸“AGILE敏捷”燃烧技术,拥有超高缸径行程比 、 高压缩比 Atkinson 循环 , 宽域冷却 EGR,120mJ 高能点火、350bar 缸内直喷等技术,让发动机高效区覆盖整车 90% 以上的工况。

最终让首搭该混动系统的启源 A05,实现了零百加速最快可达 6.8s,百公里综合油耗 0.98L,亏电油耗 4.6L 的成绩。

结语

经过此次技术日的参观后,其实会发现,长安对于新技术的普及以及应用方面,丝毫不会“吝啬”。即使车辆是一款价格偏低的车型,也会将最新的技术应用在车辆上,通过新技术来提升用户全方位体验,从而实现真正的“利民”。此前,我们也是对启源 A05 进行了非常详细的动态体验,包括纯电续航、亏电油耗等等测试,A05 均获得了比较优异的成绩,我也是期待后续搭载上同套混动系统的 A06 和 Q05,会是怎么样的体验?拭目以待一下!

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