【原创】东风智新新一代新能源驱动系统开发技术及应用

东风智新新一代

新能源驱动系统

开发技术及应用

首先我给大家介绍一下我们智新科技，简单的说就是智新科技几乎是东风集团所有的动力总成的资源全部都整合到了智新科技。大家可以看到整个的这个整合的一个过程，也就是说把原来做湿式双离合器的东风格特拉克、最早开始做电动车的智新科技、东风发动机以及我们的乘用车发动机全部整合在一起，也就是现在的东风马赫动力这个平台。可以说整个公司产品是覆盖了传统燃油混动、电驱动、纯电。

我们目前是有五个园区，园区之间也很方便，都是在 15 公里以内。我们的总部、研发中心是在 1 号园区， 2 号园区是我们的电驱动工厂， 3 号园区原来就是聚焦在变速箱总层的一些业务以及制造，那么今年我们也是如火如荼的在做这个定转子以及整个电驱总成的一个装配，4 和5 号园主要是发动机现在也有一些合体的业务在那边开展。

我们整合后也成立了自己的电控BU、电池BU，可以说整个产业链也是比较完整的。虽然是东风集团整个动力总成的一个整合，但实际上我们是服务东风，面向市场，所以大家也可以看到我们的客户除了东风旗下所有的品牌之外，也有联电、理想、上汽通用等，这几年的销量也都是以近两倍的速度在递增。在市场趋势这一块，刚才各位专家讲的也比较多了，目前我们也是看到这个电动化的趋势，以及在产品结构这块的一个重要的变化。那么对于客户来说，从终端客户的这个续航里程、低成本，还有动力性价值体验这块到我们的动力总成，还是要去实现高压、高速、高效以及舒适、安全、智能，并且很高的一个性价比。

但是从传统燃油到整个的这个升级的过程当中，我相信不止我们一个公司的感受，就是整个的迭代的周期是越来越短，成本的要求是越来越低，质量肯定是放在第一位的，那么我们怎么去面对这样的一个客户需求的变化？实际上是先行一代，开发一代、量产一代，同时也要把这样的大数据库从我们的仿真实验做好，提升我们的设计成熟度来真正的做到周期短、质量化、成本低，来实现平台化、模块化和通用化设计。

刚才也讲到了这个是迎来了一个最卷的时代，所以无论是主机厂还是到我们原材料的关键零件，大家都是在性价比这一块全球最优的企业。面对这些性能和成本的平衡，实际上性能本身不同维度之间它也不可能成为一个多边形战士，也是相互矛盾共存。转速从原来两万四，现在也有在做三万转的。实际上它带来的本身也就是对热门的一个挑战，包括我们高速旋转时候转子涡流损耗带来的这个高温震动挑战，还有油品的选择，以及对效率提升的一个挑战和高压化的挑战。

那么最终我们要走向一个 400 伏 800伏，就是刚才提到的一个平台化的产品开发，以及在材料上去做无重稀土，还有功率电路冗余技术和无传感器控制技术等等，再导入我们的新工艺、新材料。

我们目前的一个产品平台，实际上从最早量产的二代平台，当时基本上是水冷的。然后去年我们陆续量产的这个三代平台，也是有 70kw、 160 kw，实际上开始实现六合一、 十合一啊。那么今年我们深度集成就是有什么样的一个提升呢？在 2023、2024 年我们也陆续获得了这个电驱动行业里的电动技术创新奖，实际上主要也是走向了深度集成，然后大幅的来提高了我们的功率密度，在效率和NVH方面都达到了行业一个比较有竞争力的水平。

刚才提到的平台化，我们就是通过这样一个深度集成的产品，实现了 400 伏 800 伏的共用，包括我们主驱、辅驱以及正转反转的需求。也可以看到我们最高效率的一个指标在 800 伏的这个同步产品上面，我们的工况效率已经达到了92%。所以就是说这样的一个设计，不仅仅是在产品上实现了这样的一个平台化，实际上对我们的产线也非常友好。咱们也看到我们通过这样的一个深度集成总成的重量降低了 7 公斤，密度提升了将近10%，对我们总成的模态也是有好处的，对NVH的提升也有显著的一个效果，并且整个冷却设计上也是采用了这种一体式全内置的循环游览结构简化设计来降低成本。

可以看到在整个深度集成当中，实际上我们也是有了一些复杂模块的设计，比如对我们的电控来说，实际上也是一个一体化模式，也就是把我们的驱动版IGBT 以及我们的电流传感器电容全都一体化，体积能够减少5%，功率密度提升。
那么在三个方面：

一方面我们要做到集成式冷却的水道流量更短，流速更低。同时采用电容也使我们成本也降下来了。通过这样的一个集成化的设计，那么对于这个总成来说润滑也尤为的重要，做到一个好的冷却效果，我们也采用了这种可用页面的分组动滑技术，通过集油盒在高速的时候集油，降低这个液位，避免搅油损失。要通过油道去给轴承润滑，也通过这种串避免油路技术去精准定位、精准润滑的需求，再通过这种主动润滑去兼顾我们电器总成在总成上正转反转的需求，去避免合体润滑设计的差异，避免轴使的一些差异，使我们的产线兼容性更好。对于智能流量控制这一块，也是通过转速、功率、效率、温度等等来通过电子控实现我们的智能调节有路流量啊。这里也可以看到我们的智能电子办公室，也本身也是一个小的集成设计，自带控制器，电机有自我保护诊断功能，也能够支持整车的 OBA 在线升级，并且我们的转速精度提升，支持CAN、CANFD两种模式。
另外一点很重要的就是我们对于高效油冷电机热管理这一块，从我们最初市面上比较多冷却的设计方式，我们采用了钉子槽内冷却的方式，首先也就是说采用一种规格开槽龟钢片旋转碟压形成我们的铁芯和油道，冷却油是以一个角度直接碰到了我们绕组的端部，可以说是没有死角的，冷却效率很高。这样的话也就不再需要额外的冷却组件，对成本也是有帮助的，可以很好地提升我们的电机功率密度，发挥我们电机输出潜能。
采用这个技术以后，相对于我们的水冷电机，绕组的温度可以降低大概 15 度，转子的话可以降低大概 35 度，电机的温升减低了十几度，这样的话持续功率就可以提升20%。那么就是我们不仅仅说要设计上去先进，而且我们最终要实现的这个产品竞争力必须是要包括对于工业化的一些优化，所以目前我们也开始了冷却的一个优化升级，这个主要是为了去解决目前我们这个槽是在定子的外部，铁芯的外部，那么这边壳体的这个供应量会比较大，所以我们通过这种两种图片内置游道，而且去增加喷口数量，向我们的这个端部逼近，这样可以提升我们的铁心和绕组的散热面积。定制的温度也可以降下来，也可以解决这个过盈装配问题。磁钢槽通油的话，磁钢就直接接触这个冷却油，应该说冷却效果会更好。

在整个电机热管理的设计当中，我们也是按照一个完全的正向设计。

在效率方面还要去做进一步的优化，所以在电机上面这个端部的降低，但实际上这些会带来产线的一个投入，我们也感受到就是说从传统燃油到电驱这块的时候，这个技术迭代加快，重资产的投入的话一定要慎重。

所以我们结合产线的一个特点的话，目前我们主要也是考虑到定子线成型、焊接等工区上改动比较小，那么我们通过工装设计、焊接夹具设计、嵌套精度就可以使我们现有的产线上来兼容。整个系统来说，安全可靠是尤为重要的，那么这个轴电压抑制刚才多位专家也提到了，实际上我们在高压平台上肯定也是不可避免会遇到这个问题。首先在这个零矢量的时候就类似于 CLTC 工况，那么低载的时候，这个时候固模电压是比较高的。所以我们也是做了调制策略的一个优化，如果逐渐去优化这个调制策略的话，我们也发现可以做到降低 50% 的动模电压，但同时也会带来效率等负面影响，所以最终我们并没有从软件上去完全去解决这个问题，所以我们还是在硬件上采用了碳纤维环的一个碳纤维、陶瓷等方案，经过了大量的电驱及总成试验，效果都非常好。

以下是具体的一些设计参考：

总体来说的话，从一开始也讲的就 是我们的整个的产业链布局还是比较完整的。就无论是总成级别的包括电机、电控、电池，也可以做部件级的一个方案。总体来说智新科技也愿意在这个最卷的时代去和无论是上游下游一起来合作，而且我们现在也开始了下一代产品，就是更优的一个搭载，谢谢大家。