科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业,汽车行业相关技术

需求背景

电动汽车三合一驱动总成系统是在二合一的基础上融合控制器，省去二合一驱动系统必备的高压线束，优化缩减空间体积，减轻总成重量，提高空间利用率。同时减速器和电机采用直连，电机与电控采用直连，省去了传递路径上的能量损耗，使得集成效率得到提升。三合一电驱动技术最大的难点在于能否实现1+1+1＞3，碳化硅电机控制器、扁线油冷永磁同步电机、减速箱构成了本项目高压碳化硅三合一驱动系统总成开发的关键技术。

需解决的主要技术难题

1. 高压配电及辅助供电系统架构设计以及整车能量的分配策略；

2. 高速永磁同步电机电磁设计、散热结构设计、热仿真分析；

3. 永磁电机、减速箱、电机控制器集成化、轻量化和小型化设计；

4. 碳化硅电机控制器热设计、低系统杂散电感设计、场景算法设计及调试；

5. 油冷三合一结构设计；

6. 高速大扭矩减速箱设计和制造。

期望实现的主要技术目标

1. 乘用车高压碳化硅三合一电驱动技术，实现碳化硅电机控制器、电机和减速箱的高度集成，10秒峰值转矩410 Nm，10秒峰值功率200 kW，最大电机转速16000 rpm；

2. 碳化硅电机控制器，额定电压800VDC，额定功率90kW，峰值输出功率200kW@700-850VDC，最高效率≥99%，转矩动态响应时间<60ms；

3. 永磁同步电机采用矢量控制，额定电压800VDC，峰值功率≥200kW@700-850VDC，峰值转矩410Nm，持续功率90 kW，持续转矩150Nm，最高效率≥97%；

4.单速减速箱，速比9.5-10.5，峰值输入转矩≥410Nm，最大输入工作转速＞16000rpm，综合工况效率≥97%。

需求解析

解析单位：“科创中国”智能网联汽车产教融合产业科技服务团（中国汽车工程学会） 解析时间：2022-11-25

王柳

中国汽车工程学会

项目主管

综合评价

该需要较为清晰，采用三合一驱动总成系统代替了原来的二合一驱动系统。通过融合碳化硅电机控制器，省去原有的高压线束，优化缩减空间体积，减轻总成重量，提高空间利用率。同时减速器和电机采用直连，电机与电控采用直连，省去了传递路径上的能量损耗，使得集成效率得到提升。最后达到高压碳化硅三合一驱动系统总成1+1+1＞3的效果。

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解析单位：“科创中国”新能源汽车产业科技服务团（中国汽车工程学会） 解析时间：2022-08-01

刘焕煜

中国汽车工程学会

项目经理

综合评价

需求描述比较清晰。电动汽车最初应用的电驱动系统几乎不存在集成式设计，电机、减速箱及电机控制器等都分布在整车的各个地方。同时，驱动电机还需要三根又长又重的UVW高压线连接到逆变器，不仅造成电磁干扰，生产成本还十分昂贵，且占用大量空间。因此，以电机和减速箱集成的“二合一”电驱动出现在世人面前，如雪佛兰Bolt搭载的电驱动系统，虽然该系统相比普通电驱动系统来说，结构更加紧凑，但“二合一”电驱动仍然没有解决电磁干扰这个问题，且三根高压线仍然存在。因此，“三合一”电驱动就应运而生。此结构摆脱了电机、减速器和控制器单独设计再组装的思路, 直接将三者进行一体化设计。

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处理进度