體積減少5%重量降低10%功率密度提升37%，長安原力超集電驅(qū)有多強(qiáng)？

近年來，中國汽車品牌在新能源領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力不斷提升，從擁有幾十年造車經(jīng)驗(yàn)的老牌央企到造車新勢(shì)力，紛紛在“三電”領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，畢竟在當(dāng)下市場(chǎng)逐步飽和且穩(wěn)定的格局中，關(guān)鍵技術(shù)的突破與進(jìn)階才是整車企業(yè)的核心發(fā)展方向。

而在近期，長安汽車正式發(fā)布了全新能源及電動(dòng)化解決方案：長安原力技術(shù)——原力智能增程、原力超集電驅(qū)。

什么是“原力超集電驅(qū)”

首先從技術(shù)發(fā)展來說，時(shí)下所有的東西的體積都越來越小，但功能卻越來越多，比如各種電子產(chǎn)品、芯片，體積變小的同時(shí)，性能卻越來越強(qiáng)，超集成，高效率，是時(shí)代的演變，也是技術(shù)的趨勢(shì)。

評(píng)價(jià)一套電驅(qū)系統(tǒng)是否先進(jìn)、高效，高集成與高效率是最根本的衡量指標(biāo)。

長安深藍(lán)首發(fā)的“原力超集電驅(qū)”技術(shù)，將電機(jī)、電控、減速器、充電機(jī)、DCDC、DCAC、PDU等七大核心功能深度融合，將更多的功能和部件集成到更小的體積內(nèi)，整體置于后橋，完美適配后驅(qū)基因的EPA1平臺(tái)。從而將更多的空間留給了前機(jī)艙，去放置不同性能和配置的增程器，甚至是更加多種多樣的動(dòng)力布局，比如純電，氫燃料、兩驅(qū)，甚至是以后的四驅(qū)，原力超集電驅(qū)都為它們奠定了完美的技術(shù)基礎(chǔ)。

同時(shí)，原力超集電驅(qū)較過去的“三合一”重量降低10%、體積降低5%、效率提升4.9%、功率密度提升37%。累計(jì)申請(qǐng)專利超過163項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)極致的體積、效率、重量、NVH、可靠性，并硬生生的將系統(tǒng)最高綜合效率提升到了95％的水平，帶來了行業(yè)內(nèi)電驅(qū)技術(shù)的突破。

原力超集電驅(qū)的“四大黑科技”牛在哪里

長安深藍(lán)原力實(shí)驗(yàn)室的四大黑科技指的是溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)、NVH主動(dòng)控制技術(shù)、工況自適應(yīng)效率尋優(yōu)技術(shù)、以及微核高頻脈沖加熱技術(shù)；但除了這四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，原力超集電驅(qū)還擁有包括游電磁兼容分級(jí)控制技術(shù)、電驅(qū)智能健康管理技術(shù)等將其他十多項(xiàng)“黑科技”，累計(jì)申請(qǐng)專利也超過了163項(xiàng)。

在中國優(yōu)秀電驅(qū)動(dòng)企業(yè)&優(yōu)秀產(chǎn)品頒獎(jiǎng)盛典上，原力電動(dòng)超集電驅(qū)榮獲“電驅(qū)動(dòng)優(yōu)秀產(chǎn)品獎(jiǎng)”，原力電動(dòng)超集電驅(qū)（高壓）榮獲“電驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”，深藍(lán)汽車再次憑借硬核指標(biāo)，實(shí)力出圈。

從技術(shù)角度出發(fā)，原力超集電驅(qū)的四項(xiàng)“黑科技”的每一項(xiàng)幾乎都攻克了當(dāng)下電驅(qū)系統(tǒng)的某一個(gè)行業(yè)共性難題。其中溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)，解決了對(duì)關(guān)鍵部件如電機(jī)轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)預(yù)估難題，可以對(duì)轉(zhuǎn)子溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)，完美規(guī)避退磁以及溫度過高導(dǎo)致電機(jī)損壞等問題。工況自適應(yīng)效率尋優(yōu)技術(shù)則在減速器潤滑系統(tǒng)優(yōu)化過程中，采用最極致的方案，既能有效對(duì)所有的齒輪和軸承進(jìn)行潤滑并保證可靠性，又能夠以最小的攪油損失帶來最小的效率損失。

而NVH主動(dòng)控制技術(shù)則解決了電驅(qū)系統(tǒng)高頻嘯叫的噪音問題，建立了NVH主動(dòng)控制方法和敲擊異響優(yōu)化理論，配合多種技術(shù)手段真正做到了全域無感運(yùn)行，領(lǐng)跑行業(yè)水準(zhǔn)。

原力電動(dòng)超集電驅(qū)深度集成架構(gòu)性能耦合分析及優(yōu)化技術(shù)，高度集成電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器、充電機(jī)、DCDC、DCAC、高壓分線盒。較“三合一” 電驅(qū)系統(tǒng)，重量降低10%、體積降低5%、效率提升4.9%、功率密度提升37%。

全球首創(chuàng)的微核高頻脈沖加熱技術(shù)，則真正解決了電動(dòng)車不過山海關(guān)的行業(yè)痛點(diǎn)。這一技術(shù)利用電池在低溫下內(nèi)阻遠(yuǎn)大于常溫阻的電化學(xué)特性，通過脈沖加熱控制策略，產(chǎn)生脈沖電流，當(dāng)高頻交變的大電流通過電池時(shí)，由內(nèi)阻產(chǎn)生焦耳熱，從而實(shí)現(xiàn)了電池加熱，可實(shí)現(xiàn)在-30°的超低溫環(huán)境下，每4分鐘電池溫度提升4°、動(dòng)力性能提升50%、充電時(shí)間縮短15%，大大改善了電車在寒冷地區(qū)的冬季用車?yán)щy，-30℃超低溫環(huán)境暢快駕享，對(duì)于北方地區(qū)的眾多車主來說，無疑是打了一劑強(qiáng)心針。

其中，核心組件原力智能增程（系統(tǒng)）和原力超集電驅(qū)的技術(shù)邏輯，集中在解決以下3個(gè)方向的問題：

如何提升增程器（ICE）的發(fā)電效率（注：不只是熱效率單項(xiàng)），以及由于提升了效率而帶來的副作用，比如整體結(jié)構(gòu)布局、NVH等問題；

如何提升純電驅(qū)動(dòng)的體驗(yàn)，也就是提升電機(jī)功率、效率，以及由于功率和效率提升帶來的副作用，比如電機(jī)高轉(zhuǎn)速嘯叫抑制等問題；

如何保證電驅(qū)和電池在極端情況下能安全且高效地發(fā)揮作用，比如在極寒環(huán)境中，電池大功率放電、電機(jī)難快速到達(dá)最佳工況點(diǎn)等問題。

下面從兩個(gè)核心部件的技術(shù)特點(diǎn)來分析，看看長安是怎么來解決的？

GB/T 19596-2017《電動(dòng)汽車術(shù)語》對(duì)增程器的定義

首先看原力智能增程（系統(tǒng)），長安做的硬件（主要指增程發(fā)動(dòng)機(jī)）優(yōu)化，主要集中在以下4點(diǎn)：

全工況低扭振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

增程器發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)之間增加扭轉(zhuǎn)減震結(jié)構(gòu)，減少扭矩波動(dòng)對(duì)增程器振動(dòng)影響。

低流阻水道設(shè)計(jì)

降低發(fā)電機(jī)冷卻水道流阻，降低發(fā)電機(jī)冷卻功率。

高壓縮比深度阿特金森循環(huán)

以深藍(lán)為例SL03增程器采用12.5高壓縮比，凸輪軸型線加寬，延長進(jìn)氣門開啟持續(xù)期，利用進(jìn)氣回流降低有效壓縮比（阿特金森循環(huán)），降低油耗。

無損傳動(dòng)構(gòu)型

增程器發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)花鍵直連設(shè)計(jì)，取消中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，避免傳動(dòng)系統(tǒng)效率損失，同時(shí)降低重量。

增程器系統(tǒng)的定義示意圖

原力智能增程（系統(tǒng)）的系統(tǒng)優(yōu)化則主要集中在以下3點(diǎn)：

動(dòng)力系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)與控制

增程器通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)及控制策略，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)高效工作區(qū)重合，同時(shí)發(fā)揮兩者的最高效率。

發(fā)電控制策略

增程器運(yùn)行轉(zhuǎn)速和功率與整車完全解耦，可不受車輛行駛速度限制，增程器發(fā)電功率和增程器轉(zhuǎn)速選擇要考慮兩方面，首先控制增程器始終處于最高效、最經(jīng)濟(jì)區(qū)域工作，降低油耗，同時(shí)結(jié)合NVH需求設(shè)置轉(zhuǎn)速上限，保證好的NVH體驗(yàn)。

NVH平衡策略

即雙層軟件架構(gòu)平衡算法設(shè)計(jì)及全工況精細(xì)標(biāo)定：雙層軟件指一方面通過整車軟件控制增程器運(yùn)行工況，保證增程器工作狀態(tài)最優(yōu)，降低NVH；另一方面在選定的工況下通過優(yōu)化增程器發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)軟件，保證增程器本體NVH最優(yōu)。

在電驅(qū)方面，長安通過「原力超集電驅(qū)」進(jìn)行了多項(xiàng)的創(chuàng)新優(yōu)化，主要集中在以下個(gè)方面：

電驅(qū)總成集成技術(shù)

集成電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器、充電機(jī)、DCDC、DCAC、高壓分線盒。較“三合一”重量降低10%、體積降低5%、效率提升4.9%、功率密度提升37%。

8層扁線繞組技術(shù)

通過采用8層扁線繞組技術(shù)，提升電機(jī)槽滿率由45%提升至70%，電阻和銅損耗對(duì)應(yīng)降低約25%,系統(tǒng)效率提高0.9%。

轉(zhuǎn)子雙V拓?fù)錁?gòu)型

轉(zhuǎn)子構(gòu)型的最優(yōu)解，通過采用轉(zhuǎn)子雙V拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，相對(duì)普通構(gòu)型轉(zhuǎn)子,可以充分利用磁阻不對(duì)稱帶來的磁阻轉(zhuǎn)距，降低電機(jī)電流，進(jìn)而電機(jī)銅損耗降低10%，系統(tǒng)效率提高0.4%。

低阻導(dǎo)線技術(shù)

通過三相超導(dǎo)低阻銅排替代分體式的長線束，降低線束損耗，系統(tǒng)效率提升0.1%。

低阻力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化

即是對(duì)電驅(qū)系統(tǒng)中，減速器潤滑系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，既有效地保證了齒輪和軸承的潤滑可靠性，又能夠以最小的腳油損失帶來最小的效率的損失。

自適應(yīng)控制算法

針對(duì)電驅(qū)常用工況點(diǎn)，采用自適應(yīng)的控制頻率（5-10k）、多種調(diào)制方式（DPWM、SVPWM），系統(tǒng)效率提高1.2%。

第三個(gè)方向的問題是極限工況（主要是極寒）。這個(gè)問題是一個(gè)系統(tǒng)性問題，不是單一地通過增程器或電驅(qū)系統(tǒng)來解決。

故此，原力提供一套名為『微核高頻脈沖加熱』的解決方案，主要涉及到電池預(yù)加熱和電驅(qū)激勵(lì)兩項(xiàng)技術(shù)，這里簡單介紹一下其原理：

電池升溫原理

利用電池在低溫下內(nèi)阻遠(yuǎn)大于常溫內(nèi)阻的電化學(xué)特性，通過脈沖加熱控制策略，產(chǎn)生脈沖電流，當(dāng)高頻交變的大電流通過電池時(shí)，由內(nèi)阻產(chǎn)生焦耳熱，從而實(shí)現(xiàn)電池加熱。

電驅(qū)激勵(lì)原理

利用電機(jī)定子的電感特性，在電機(jī)定子有電流通過時(shí)，關(guān)斷IGBT，從而讓續(xù)流回路實(shí)現(xiàn)電流的回饋，IGBT將工作在1個(gè)周期的PWM模式及1個(gè)周期的關(guān)管狀態(tài)，進(jìn)而在電機(jī)控制器高壓輸入端形成脈沖電流波形。這個(gè)就更復(fù)雜一點(diǎn)，如果你對(duì)IGBT的原理不太了解，可能就要自行補(bǔ)習(xí)一下了。