2021上海车展上汽变速器新技术探秘

本届上海车展，上汽变速器展出了一款高功率密度中央双电机分布式驱动的电驱产品。

▲中央双电机分布式驱动电驱动总成

此产品与上一代产品相比，Z向高度降低39%，重量下降了25.3%，同时具备了诸多优势：

a.集成轴向磁场电机与双电机控制器，结构紧凑，性能优异，适合高性能车辆;

b.采用电子差速控制，通过电机扭矩的独立控制，提高整车操纵稳定性及行驶安全性;

该产品整体功率密度从原来的1kW/kg提升至3.15kW/kg，采用中央分布集成式双电机独立驱动的电驱产品，还可以为客户带来更灵活的整车布置、更容易实现驱动轮防滑（TCS）、电子差速控制（EDS）和直接横摆力矩控制（DYC）。

1 目前业内双电机系统盘点

行业内目前所量产的双电机项目，具备电子差速及横摆力矩控制的电驱产品寥寥无几。

1.1奥迪双电机电驱产品

采用永磁同步电机同轴布置、两个驱动电机与控制器采用集成式冷却系统（水冷），后轴上的两个驱动电机在轮端上传输高达5600N.m的轮端扭矩，并实现车辆的矢量扭矩控制；左/右减速机构采用单排行星系方案。

▲奥迪双驱动电驱爆炸图

▲奥迪双驱动电驱冷却示意图

1.2广汽双电机电驱产品

广汽新能源在2020年北京车展发布两挡双电机“四合一”集成电驱，使用的是Nidec的驱动总成，总重158kg，峰值功率340kW，最大扭矩6100Nm。

主要参数为：

1.3上汽双电机电驱一代产品

Marvel X后电驱匹配的变速箱属于同步器换挡两挡结构，依靠外置的换挡电机执行器带动拨头转动最后带动拨叉往复直线移动，实现同步器挡位切换。

轴系为三轴式布置，包括输入轴总成、中间轴总成和差速器，其中输入轴总成包括一挡主动轮、输入轴、2挡主动轮以及同步器总成。

▲上汽双电机电驱产品

▲上汽双电机电驱爆炸图

1.4 AVL双电机电驱产品

驱动电机采用同轴布置，强制油冷润滑，左/右减速机构采用相似、平台化产品，轮端输出扭矩约5000N.m。

▲AVL双电机电驱产品剖面图

▲AVL双电机电驱产品参数

1.5 Karma双电机电驱产品

采用两台永磁同步驱动电机，最大输出功率200kW，最大驱动电机输出扭矩370N.m，驱动电机转速13000r/min，半轴扭矩输出6300N.m。

▲Karma双电机电驱产品外形图

▲Karma双电机电驱产品爆炸图

2 本届上海车展盘毂动力双电机系统技术解读

在2021年以“拥抱变化”的上海车展上，看到上海汽车变速器有限公司所展示双电机驱动系统结构紧凑，性能优异，适合高性能车辆；采用电子差速控制，通过左/右驱动电机扭矩的独立控制，提高整车操纵稳定性即行驶安全性。

据官方宣称，双电机电驱是一款为分布驱动而开发的高集成度电驱系统，集成了两个轴向磁通电机、两个减速器以及一个双电机控制器、电子差速器等。得益于高集成度，相比上一代双电机产品，电驱总成尺寸、重量明显下降，总成功率密度得以大幅度提升。通过两代产品对比，我们发现两代产品净重量相差32kg，峰值功率相差163kW，从配置来看，推测主要是新一代双电机产品采用了轴向磁通驱动电机原因。如表1所示。

根据上海车展展台上所展示整箱外形，为工程展示样箱，并非真正工程样箱，大胆推测其内部结构，所展示的分布式结构的空间、重量、扭矩、集成度等均有大幅度的提升。 

▲中央集成双电机独立驱动电驱动总成

3 双电机系统结构和技术特征解读：

• 左/右驱动电机为同轴布置；采用轴向磁场电机（也称圆盘电机，即主磁场与沿转轴方向的电机）；该驱动电机的技术特点为体积小、重量轻、效率高；

• 左/右驱动电机采用驱动电机油冷润滑并加装了冷凝器装置，进一步降低整箱温度；润滑泵采用了主流的集成一体化式的润滑泵控制器；

• 取消物理差速器装置，通过电机扭矩主动矢量控制，提高整车操纵稳定性及行驶安全性；通过调整左/右驱动电机的转速或扭矩，以达到调整左/右轮胎的差速的目的；与后轮转向配合，可进一步提升汽车低速时的机动性，减少轮胎磨损；无需机械差速锁，车辆脱困性能好；

• 电子差速可以可控制内外侧驱动轮的扭矩，相比传统机械差速车辆可以获得更小的转弯半径，且转弯过程车速更高、侧倾更小，给驾驶员更加灵活的操纵感受，给乘客更加平稳的转弯体验；

• 减速箱采用一级减速结构，有效缩短了轴向空间；采用球轴承支撑或双列球轴承降低摩擦阻力；减速装置的润滑采用飞溅润滑 重力润滑方案；

• 双电机控制器布置于整箱的正上方，有效利用空间；电驱为对称结构，半轴等长设计，有利于左右传动轴刚度一致。

▲中央双电机分动驱动装置结构图（第一代）

▲中央双电机分动驱动电子差速装置结构图（第二代）

4 盘毂动力轴向磁通电机介绍

通过现场咨询，并在盘毂动力官网查询得到证实，2020年12月15日，上海汽车变速器有限公司与上海盘毂动力科技股份有限公司在上海嘉定签署深度战略合作协议，双方在技术研发、产品制造、市场开拓等方面开展合作，轻量化的三合一电驱系统也将成为深度合作的重点内容，中央集成双电机独立驱动的电驱产品就是在这一框架下诞生的。

▲战略合作签约仪式

轴向磁通电机在很多人观念中认为还未能量产，通过盘毂官网了解到该公司产品已在商用车领域批量应用，大多采用集成式设计，将电机与减速箱或车桥集成应用，在客车上推出的独立悬架轮边驱动形式为市场提供了全新的解决方案。此次上汽变速箱发布的这款产品在盘毂的官网上还未查询到，其官方微信公布了此款电机的有效功率密度达到10.3kW/kg，单电机峰值功率150kW，据此推算，电机中的有效重量近14.6kg。

按照指标，可以确定这在驱动电机关键参数上实属突破，达到领先水平。此次上海车展的主题叫“拥抱变化”，笔者希望上汽变速箱与盘毂动力的这款产品能够尽快完成装车验证，也希望我国新能源汽车的各参与方能够给行业带来更多变化。

声明：来源于驱动视界