科技创新 2020-09-21
620km长续航如何炼成? 探秘荣威R ER6三电系统
【汽车网 技术频道】2020年对于上汽荣威来说绝对是有历史意义的一年,整个品牌的战略进行了大幅度的调

  【汽车网 技术频道】2020年对于上汽荣威来说绝对是有历史意义的一年,整个品牌的战略进行了大幅度的调整,其中狮标与R标双标战略引出燃油与纯电动两条完全独立的产品线。其中,全新R标将带来集智设计理念,预示着其产品线将朝着年轻化以及高品质的方向发展。而荣威ER6作为荣威R标下首款纯电轿车,将能实现620km超长续航以及12.2kWh百公里超低电耗。我们本次受邀来到位于上海闹市中心的荣威智能广场,通过上汽工程师们的现场讲解,对其三电系统进行了一番解读。

电驱系统高度集成化

创新同轴布置方案+8层绕组电机设计

创新同轴布置方案

  电驱系统是纯电动汽车的核心,其性能和效率直接影响电动汽车的动能。据现场的上汽工程师介绍,ER6搭载了高功率、高扭矩密度的8层Hair-pin电机,同时整体构造也相比上一代电机有所调整,取而代之的是紧凑的创新同轴布置方案,在性能、续航和使用空间等方面都有所帮助。

  电机的特性决定了电机的转速和轮端的转速差别很大,期间需要10倍左右的总体减速比。为了解决10倍传动这一问题,一般纯电车型会把它拆成两级传动,即通过一个中间轴做成两对齿轮来解决,传动轴从两根变成了三根,并没有充分利用空间。

  可以说,荣威ER6对于电驱系统创新的同轴布置方案巧妙地利用了半轴周围空间,避免了空间浪费。

8层绕组电机设计

  而在电机的设计上,荣威ER6同样也给我们带来了不小惊喜。了解电机原理的朋友应该都知道,电机在定子上的绕组里通过电流形成磁场来驱动车辆。绕组的材料即使用纯铜来做,也会有一点点电阻,由于通过绕组的电流很大,在大功率高速运转时,这一点点电阻就会造成很大的发热和能量损失。
  为了解决这个问题,上汽工程师从绕组的结构上想办法把截面积做大、长度做短,选用了Hair-pin扁线绕组。

  电机高转速下有着明显的“趋肤效应(skin effect)”,导致中间的面积被浪费,周围的电流很大,发热明显,效率降低。所以,工程师把绕组继续拆分成8层,并合理设计结构,形成了现在的8层Hair-pin绕组设计,实现了电机效率、功率密度和扭矩密度的提升。

  据工程师透露,相比于4层Hair-pin绕组电机,ER6搭载的8层Hair-pin绕组电机最高热效率提升1%,至97%,已经逼近物理上限。不要小看1%的提升,要知道越往最高处,获得相同程度的进步所要付出的是越多的。
  此外,通过仿真软件测算的效率MAP数据显示,新车NEDC工况的平均电耗从13.8kWh/100km下降到12.2kWh/100km,降幅超过11.5%。也就是说在理想状态下,同一辆ER6在相同的行驶条件下,搭载4层绕组的电机只能行驶548km左右,这要比搭载8层绕组电机的ER6足足少了将近72km的里程!

  与上一代电机相比,ER6电机的功率密度进一步提升了53%,接近6kW/kg;扭矩密度进一步提升12%,接近12Nm/kg,甚至比特斯拉Model 3搭载的电机更高。同时,在8层Hair-pin扁线绕组电机的加持下,ER6最高转速达到了15000rpm,搭配合理的齿比设计,新车0-100km/h加速仅需7.8s。

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