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TMC2021电驱动专题剧透丨电驱动技术全方位创新助力NEV高速增长

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收藏评论 时间：2021-06-29 11:32 作者：综合报道 来源：汽车学会

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一汽、吉利、极狐、罗兰贝格、上汽变速器、ZF、汇川技术、英飞凌、Synopsys、纬湃科技、博世、舍弗勒，邦奇动力、联合汽车电子、方正电机、华域电动、斯达半导体、斯凯孚……喊你参会！

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中国最大规模电动化动力系统创新技术盛会：60+创新技术与战略报告、80+公司新技术展示、1000+专业参会代表

目前电动汽车已进入快速成长期，今年的销量有望超过200万辆，这与20年前我国传统动力汽车从200万辆左右开始快速普及相似。但面对成熟的传统动力汽车，电动汽车能否重复当年传统动力的长期高速增长，取决于能源结构转型和基础设施建设的速度，更取决于电驱动系统和动力电池进步的速度。

根据节能与新能源汽车技术路线图2.0及国外的研究，电驱动系统在效率、功率密度、成本这三大关键指标上仍有巨大改善空间。此外，电驱动系统及与整车匹配的NVH、可靠性、功能安全和EMC等也是电动汽车的核心性能，也有待不断改善，以满足日益提升的用户驾驶体验要求。

高速和高电压电机、多挡变速器、深度系统集成、平台化开发、系统及零部件NVH优化、热管理、新型电机及逆变器、智能电机控制、智能驻车执行器、高速轴承和密封、油冷电机润滑以及低成本电池方案, 目前电驱动系统呈现出全方位和系统级创新的局面。

本届TMC将涵盖上述绝大部分创新技术及其发展趋势的研讨。吉利汽车、一汽新能源开发院、ARCFOX极狐、罗兰贝格、上汽变速器、采埃孚、Synopsys、中国石化、壳牌、博世、舍弗勒、恩斯克、纬湃科技、艾尔维、汇川技术、邦奇动力、联合汽车电子、上海磁雷革、inmotive、方正电机、华域电动、斯达半导体、斯凯孚、英飞凌、赫格纳斯、威格斯、欧科林格、恩福、赛玛特、诺迈士、懿朵科技、路博润、福斯润滑油、雅富顿、爱思开等公司的高层技术负责人和专家将分享他们对未来技术趋势的研究、技术战略及最新的产品研发成果和研发方法。

会议还将组织一场高层互动论坛，就电驱动技术的主要创新方向与挑战展开讨论。会议报告具体包括以下几个方面：

NEV动力系统发展趋势及车企对新一代电驱动的需求

新一代高速、高电压三合一电桥及高效电动四驱方案

平台化驱动系统创新方案及超低成本电池方案

BEV新型多挡变速器及CVT

最新电机、功率电子技术及发展趋势

智能电机控制

电驱动系统、子系统及零部件NVH优化

高性能电驱动系统的关键零部件

电驱动系统的平台化及原型机开发

油冷电机润滑关键技术

一、NEV动力系统发展趋势及电驱系统需求

吉利汽车：面向碳达峰碳中和的动力总成转型的思考

• 在碳达峰碳中和的国家环境大战略背景下，未来10-15年传统出行动力必须电气化转型升级的趋势

• 符合中国实际情况又能保障企业快速平稳转型的技术路线

• 吉利动力蓝色行动计划，通过多样燃料的多元化战略，实现向电气化和绿色能源升级转型的思路

• 吉利愿和行业同仁携手共建新型文明出行生态

一汽新能源开发院：新一代电驱系统需求及关键技术

• 政策及行业发展现状

• 面向不同应用场景的整车对电驱系统需求

• 电驱系统及总成技术发展趋势

• 新一代电驱系统及总成关键技术分析

东风汽车:专用混合动力总成需求及匹配开发分析

1）Add-on和DHT类型动力总成的现状、定位和发展趋势分析

2）基于整车需求的混合动力总成定义和总成关键特性匹配流程

3）传动效率、能量管理和NVH等DHE和DHT开发关键技术分析

4）东风风神动力总成族谱、重点混动产品及下一代混动规划

罗兰贝格：中国新能源汽车动力系统发展趋势研究

解读全球新能源汽车行业发展趋势，结合智能网联对未来出行场景进行研判；分析动力系统类型等不同的细分市场及未来的价值高地；解读新能源消费者需求变化与充电设施的发展趋势。

上汽变速器：电驱发展趋势及核心特性

报告将总结电驱系统的发展趋势，即（超）高速电机、大速比齿箱、高集成度和多档化。不论电驱系统如何发展，其NVH特性都会占据核心地位。报告将结合实例探讨逆变器、电机和减速箱及其接口关系对整车NVH的影响，从控制策略、主动阻尼控制、输出的电流谐波抑制、随机PWM、电机的电磁方案、齿轮的宏观和微观参数及加工工艺、壳体模态以及悬置支架等各方面提出优化方案。最后报告将阐述系统在未来的进化过程中，面临的NVH等方面的挑战。

二、新型电驱动系统及平台化与原型机开发

采埃孚：电动四驱高效驱动方案

提升效率是电驱动技术发展的主题，本文讲介绍ZF在电驱动尤其是电动四驱上的高效解决方案以及一系列关键技术的开发和实验验证, 尤其是提升系统效率的800V电驱技术和高效脱开方案在电动四驱的应用。

关键技术包括Z800V电驱的功率电子模块、电机及减速器的等，以及电动四驱中高效脱开机构。脱开机构开发和实验研究的内容包括所有可能的布置方案、拖曳损失及脱开和结合过程中的冲击。

汇川技术：下一代高压大功率电驱动总成技术路径

中高端电动车的快充和动力性能需求，加速了高电压和大功率电力驱动系统的趋势。本报告将介绍汇川技术正在开发的下一代三合一电驱动总成产品。该产品采用800V SiC功率模块、实现20000rpm峰值持续转速的高速电机、集成油冷和主动加等热技术等，在实现高电压和大功率的同时，通过技术组合实现低成本、高效率和小型化。

舍弗勒：P4同轴电桥系统

1）行星排与轻量化差速器结合的紧凑结构实现同轴传动，减少体积和重量达30%以上

2）优化轴承设计及采用高效高速轴承和高速油封，单挡电驱变速箱传动效率高达98.5%

3）减少焊点达80%以上的波绕组扁线电机设计，更短的端部长度和更好的热性能

4）适用于同轴电桥的断开机构及P4混动架构的同轴式三合一电桥

艾尔维：IAV可持续电驱动总成-车队优化及每个车型可定制

平台化电驱动系统开发方法的基本理念和初步成果已于 2020 年提出。新的报告将详细介绍创建更加环保的动力总成的结构化方法，及2 速单离合 EDU 和模块化电池平台的进一步开发。与最先进的电池设计相比，该平台的 62kWh 电池版本使 GWP（全球变暖贡献）降低了20％，成本降低了50％。

邦奇动力：一个新的70kW-350kW 可拓展电驱动平台

本文将介绍一种新颖的电驱动优化方法及一个紧凑、低成本和高效的同轴电驱动平台的开发。该平台的逆变器基于最先进的IGBT模块和串联设计，以达到最佳的容积密度(kW/L)，并可扩展至SiC功率开关；电机采用专有的混动同步电机（HSM），与相近的效率和功率密度的PMSM相比，通常只需要50%的磁性材料；可以实现高于92%的WLTP循环工况效率。

磁雷革：ETCR赛车动力总成开发

轴向磁通电机具有轴向尺寸小、功率密度高的特点，在电动车辆领域得到深入研究和应用。本款动力总成采用磁雷革最先进的轴向励磁电机并搭载高性能的矢量控制齿轮箱（无差速器），峰值功率和扭矩分别达到680Kw和900Nm, 峰值扭矩密度达到9.6Nm/Kg。本报告将介绍这款赛车动力总成的特征和所采用的技术，及电机仿真和实测数据对比。

Synopsys：虚拟样机方案是未来汽车动力系统开发的关键因素

• 阐述“开发左移”对于汽车系统开发的重要性

• 介绍借助Synopsys虚拟原型设计工具创建虚拟样机

• 虚拟样机方案在动力系统物理和软件领域的不同层次抽象

• 分享xEV和混合动力总成开发的虚拟样机案例

三、BEV多挡变速器及CVT

博世：新型CVT产品，为多元化动力系统的未来提供有价值的解决方案

CVT变速的多样性使得 ICE 和电动机能够被更高效的使用（目前能耗可降低 3% 到 15%）；与此同时，它能够保持较好的舒适性水平，这对自动驾驶至关重要。本文将结合正在开发的更大扭矩的变速机构及推力钢带，展示接近最终设计阶段的混动及纯电动CVT的解决方案，并提出一种缩小钢带尺寸的单一的电动车CVT设计，覆盖从C、D级车到LCV。

恩斯克：新型电驱动系统概念-2速平顺换挡及高速电机技术对策

为实现 2 挡 e-Axle 的小型化，NSK 开发出多功能 2 挡平顺换挡机构。该机构仅采用单个电动执行器，且具有安全概念的驻车锁功能。换挡机构安装磁致伸缩扭矩传感器，可保证在较大速比跨度下实现平顺换挡。此外，NSK新开发的高速电机球轴承，可保证在30000rpm 以上的转速下运转，并有助于简化电机冷却系统。

Inmotive：THE INGEAR：超高效，无离合器，电动汽车多挡变速箱

Ingear变速箱是一个全新的概念，它使用了“变形链轮”及普通、耐用的汽车静音链，由电机的精确控制来保证换挡的平顺性（测量的换挡振动低至0.2 m /s²）。博格华纳测试的2个挡位的效率达到98%-99%，报告将提供效率数据并说明避免能量损失的机理。根据第三方对Tesla Model 3的测试，在高速行驶条件下Ingear的应用可以使车轮扭矩增加25％。

四、驱动电机与功率电子系统

方正电机：扁线电机-新能源汽车驱动电机技术发展

分析道路工况、使用环境及社会环境，对比不同类型电机的优缺点及各自适用场景。扁线电机在 14000rpm 以上转速的性能、效率与温升指标相对圆线电机会有一定程度变差，扁线电机的平台化设计相对圆线电机也会变得更加困难。针对上述问题，报告将展开详细的分析和讨论，并介绍方正电机的扁线电机解决方案，包括更改转子设计与轴向长度等。

华域电动：新能源驱动电机关键技术分析

• 新能源驱动电机的发展趋势

• 扁铜线技术的发展和应用

• 扁铜线电机的关键技术分析（设计/冷却/NVH）

英飞凌：最新车规级SiC功率器件技术、应用及未来发展趋势

• 报告将分享英飞凌功率半导体技术路线，从Si到CoolSiCTM 的演变：

-Si及SiC 在新能源的应用领域和市场技术趋势

-碳化硅产业链成功的四个因素：衬底、器件、产品组合、系统

• 在SiC上的规划和布局以及系统级支持SiC 的发展：下一代MCU控制器及 EiceDRIVER™ 驱动芯片

斯达半导体：关于IGBT的最新技术发展及未来前景（演讲方向）

赫格纳斯：高频电机中集成电力电子的优点

• 电机绕组简化

• 功率电子与电机接口优化

• 减少高频范围功率电子的损耗和干扰

五、电驱动系统的NVH优化

赛玛特：高级时间步长调制分析-齿轮轮辐孔对NVH的影响

•高级时间步长分析比时域方法具有更快的求解速度

•ATSAM能捕捉带孔轮辐在孔处出现的共振破坏现象

•ATSAM设计带孔轮辐可以改善壳体的NVH

诺迈士：考虑公差敏感性的驱动电机与齿轮箱NVH性能开发与工程案例

•采用DoE蒙特卡洛方法提升齿轮箱NVH的鲁棒性 •分析电机装配公差对电磁激振力的影响，降低设计敏感性、提升量产鲁棒性 •将公差敏感性对齿轮箱和电机的影响，应用至多目标、多物理场机电总成动力学开发中，提升产品开发的准确性、迭代效率，降低高速电驱系统的NVH风险 •形成基于DoE公差敏感性电驱动NVH性能开发的系统方法与流程，可嵌入至行业的开发中，并分享相关的工程应用案例

懿朵科技：电驱系统噪声-从多物理场仿真到多目标优化

• 电驱动系统NVH解决方案

• 制造误差对电驱动电磁噪声的影响

• 面向车内声品质的电驱系统NVH开发

高性能电驱动系统的轴承、密封和涂层技术

舍弗勒：舍弗勒特殊轴承在电驱动系统的应用

• 对变速箱和电机轴承的全新要求

• 集成感应传感器技术的特殊轴承设计

• 针对电驱动应用的导电密封高速球轴承

斯凯孚：高速电驱可靠旋转所需的关键轴承技术

• 高速：如何开发高速电驱轴承，并与合作伙伴（AVL）一起在系统级别对产品进行充分验证

• 防止轴电流：对轴电流产生及其对轴承影响的原理分析

威格斯：高性能PEEK涂层线缆在电气化车辆上的优势-技术研究（应对高频/油冷电机的绝缘退化问题）

• 钢丝涂层材料目前面临高频/油冷电机的绝缘退化的挑战

• PEEK涂层与传统材料相比较

• PEEK涂层电线与漆包线的测试结果

• PEEK线涂层带来的优势

欧科林格：新能源汽车电驱系统高性能塑料PolytetraflonTM 双向高速轴封ElroSealTM

• 超高转速：最高线速度可达60米/秒以上

• 双向密封：顺时针和逆时针方向转动时可实现相近的密封效果

• 导电功能：可定制高速、双面密封和导电，甚至兼容有油和无油，是电驱动行业未来发展的重点诉求

恩福：面向电动化汽车的先进密封技术（高速、导电、低摩擦电机油封）

• 电驱动应用带来的密封技术挑战

• 针对电驱动系统的高转速油封开发

• 导电无纺布组件应对轴电流和电磁干扰问题

• 变速箱液压系统中的低摩擦、低泄露密封环开发

六、智能电机控制及驻车执行器

纬湃科技：驻车机构的智能执行器-通过功能的集成提高失效安全的等级

• 为了更好地匹配以服务器为核心的整车硬件电子架构，集成传感装置、计算单元及执行单元将有利于采用即插即用策略 •传感装置的集成将释放额外的自由度，以开发功能安全管理方案 •由于上述三者的高度集成，一个机电解决方案可以集成到以服务器为中心的解决方案中 •传感器的冗余布置确保在多个传感器失效模式下执行系统的运行

联合汽车电子：智能电机控制单元的几大关键技术讨论

• 对比分析有/无电机位置传感器和方波/正弦波驱动算法的系统应用

• 分析部分失效情况下保证电机驱动能力

• 分析电机控制过程中的硬件热保护和电流保护

七、油冷电机润滑

壳牌：油冷电机润滑油消泡特性的探索与研究

中石化：适合电动汽车减速箱的润滑技术及行业规范

路博润：为中国新能源车市场开发专用混动变速箱油

福斯润滑油：FUCHS BluEV 电动车专用超低粘度流体

雅富顿：新一代双离合器自动传动液的开发: 应对混动化双离合变速器性能需求的挑战

爱思开：硫组分对电动汽车润滑油性能的影响

第十三届国际汽车变速器及驱动技术研讨会