华为超融合多合一电驱动系统剖析

电动车千人会 2024-03-31 08:30



在电机设计以及制造过程中,电机运行时的温升一直以来都是困扰电机设计制造工作者的难题。

华为超融合架构的动力域解决方案,集成电机控制器(MCU)、永磁同步电机、减速器、车载充电机(OBC)、电压变换器(DC/DC)及电源分配单元(PDU)六大部件,支持融合BMS软件算法。


目前市面上大多数电机还是采用电机机壳水冷方案,但华为为什么偏偏采用油冷技术呢?

01

首先从两者冷却方式上来看,存在接触式和浸入式冷却的差别。

水冷方式需要电机内部的热源通过层层材料传递到外部,再被水道带走。如电机线圈内部的绕组,因为有热阻的存在,从绕组到水冷机壳,存在温度梯度。绕组无法直接冷却,导致温度堆积,形成局部热点。因此需要直接冷却热源来提升冷却效率。

油本身因为局部不导磁不导电的特性,对电机磁路无影响,因而选择油来作为内部直接冷却的介质。


02

另外一个原因,新能源汽车对电机的功率密度和体积要求越来越苛刻。因此选择油冷直接冷却,是倒逼之下的选择。

相比业界水冷电机,相同功率和扭矩下,采用油冷技术,华为电机体积的可减少15%。随着电驱动系统集成化的发展,电机和变速器耦合程度一定会越来越高,油冷电机必然是绕不过的坎儿。


但油冷电机也面临着诸多技术上的难题,如果油路设计不当,使得电机的散热性能差,导致电机局部温度过高,进而致使电机烧毁等。

因此,对于油冷电机而言,内部油道设计成关键!

独特油道设计



华为通过构建特有三维设计仿真分析验证平台,实现快速仿真迭代,快速寻优,并基于热模型仿真结果,来进行油道的设计及优化。

智能调节喷油量和油速



根据电机温度和工况,智能调节油泵的喷油量和油速,当电机在低速运转时,可以降低油泵的出油量,节约能效,起到整体系统效率的提升。

轴承寿命提升10%



轴承是电机中的易损部件和瓶颈,华为设计的油道可实现主动喷淋,润滑轴承和齿轮,使得轴承寿命提升10%


华为在ICT领域拥有30多年电力电子的技术积累,不仅如此,华为数字能源产品线总裁周桃园还提到:“华为将领先的5G、大数据、云计算、人工智能等数字化技术,融合创新于电动汽车的电驱控制、电池安全,及三电故障预测等领域,打造‘融合极简、安全可靠、卓越体验、AI云智’的创新智能电动解决方案,帮助车企造好车,加速汽车产业电动化发展。”

融合极简。该系统实现了开发简单、适配简单、布置简单、演进简单。具体来看,DriveONE可助力整车动力域极简布置,做到Z向节省220mm,安装支架减少2个,线束缩短5m,连接器减少3个,水管口及水管减少2个。另外,通过自研AutoSar,该系统实现端云协同开发,开发效率明显提升。

安全可靠。该系统通过车、桩、云、网四项校验保证充电零事故,通过安全整体可视、电池可视、电驱可视、充电可视的完整充电系统保障所有充电、用电、用车的安全,同时提供可追溯的电子证书。不仅如此,华为采用创新的功能安全设计,通过从模块到系统的融合以及从场景到解决方案的融合,切实提升系统的安全性。

卓越体验。作为业界首款高压多合一电驱动系统,该系统可满足2C快充体验,充电10分钟续航200km。对比以往方案,该系统具备更高效率(NEDC效率89%)、更高精度(SOC检测精度±3%)、更少能耗,提升续航能力。同时也更高密,功率密度可达到2.1kw/kg。此外,该系统极限工况性能表现优异(持续高车速180km/h、0-100km/h反复加速20次),还实现了低噪音(NVH 78 dB)低辐射(EMC CLASS 4),营造静谧舒适体验。

AI云智。通过电动数字化开发平台-PDDP,在AI&大数据加持下,该系统开发效率提升10%。另外从当前车主十分关注的OTA升级功能来看,该系统采用集中扁平式OTA架构,在保证性能提升的同时简化路径以及降低版本复杂度,将行业内普遍10min的升级时间缩短至30s,未来可实现一键极速升级。在此基础上,该系统还通过三层多级严控,全方位保护OTA升级安全,为客户带来优质体验。

华为超融合多合一电驱动系统DriveONE,不仅实现了产品维度的集成,还将电力电子技术、AI技术和电驱动系统进行深度融合,我们致力于将数字技术带入电动汽车领域,联合车企共同驱动汽车产业电动化的发展。

来源:汽车商友圈

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第六届800V高速电驱动及功率半导体峰会

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