2022全球xEV驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)暨產(chǎn)業(yè)大會于上海隆重舉行。本次舉辦的xEV大會以新能源車電驅(qū)動的市場發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)趨勢為主題，集結(jié)了上千名重量級與會嘉賓和國內(nèi)外知名企業(yè)參與，其中包括提供創(chuàng)新可持續(xù)車行方案的全球領(lǐng)先供應(yīng)商——博格華納。

博格華納動力驅(qū)動系統(tǒng)副總裁兼亞洲區(qū)總經(jīng)理李曉球博士應(yīng)邀出席本次論壇分享了碳中和背景下的電驅(qū)動市場發(fā)展策略。此外，還有博格華納電驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)高級經(jīng)理李斌也就電驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)與集成解決方案發(fā)表了演講。

李斌先和在場嘉賓對博格華納電驅(qū)動產(chǎn)品進行了介紹，其中重點介紹了三合一的電驅(qū)動橋。

以三合一系列的產(chǎn)品為例，BW充分執(zhí)行l(wèi)ocal for local的原則，從三個子系統(tǒng)的開發(fā)，整個三合一電驅(qū)動橋的集成，再到供應(yīng)商的sourcing, 工業(yè)化方案的布置與設(shè)計到最后實現(xiàn)量產(chǎn)，全部由國內(nèi)的團隊主導(dǎo)和執(zhí)行，本土化的垂直整合真正做到了產(chǎn)品開發(fā)和量產(chǎn)導(dǎo)入的高效性。

下圖展示了博格華納在驅(qū)動電機和三合一驅(qū)動模塊的產(chǎn)品型譜，驅(qū)動電機主要兩大類，主要分為波繞組，也就是連續(xù)繞組電機以及hairpin電機。SW130，正在開發(fā)當(dāng)中，客戶是一個全球豪華車乘用車品牌；270已經(jīng)量產(chǎn)一段時間了。目前博格華納正在開發(fā)過程當(dāng)中，三合一電驅(qū)動橋里面的驅(qū)動電機有146、220，這里既有400V又有800V的應(yīng)用。其命名規(guī)則很大程度上還是和電機共平臺的，而博格華納沿用了驅(qū)動電機平臺的定義來定義三合一電驅(qū)動橋平臺。有IDM 146、180、220，220應(yīng)用的型譜更多一些，既有400V又有800V，復(fù)合冷卻、單獨水冷、單獨油冷。作為電驅(qū)控制器來說，博格華納都是本土化開發(fā)、本土化功率器件封裝、本土化電機控制器總成組裝，從很多年前博格華納量產(chǎn)的第一代CIDD到運用于雙電機混動DHT的雙電控再到運用于純電車型的單電控，這些產(chǎn)品全都是博格華納國內(nèi)的工程團隊主導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)并最終完成工業(yè)化量產(chǎn)。

接著，李斌展示了博格華納對于整個系統(tǒng)開發(fā)過程當(dāng)中針對于不同子系統(tǒng)有哪些初步的方案設(shè)計和方案優(yōu)化的思路。

在驅(qū)動電機方面，以初始的系統(tǒng)spec.作為輸入，考慮到了多維度設(shè)計參數(shù)和物理特性，而展示出不同的性能表現(xiàn)并最終輸出方案的評估結(jié)果，比如和電磁方案相關(guān)的winding pattern設(shè)計，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及磁鐵的排布形式，機械強度，電機的熱負荷和冷卻形式，NVH相關(guān)的探究，最終都會以不同維度的參數(shù)來反應(yīng)出方案設(shè)計的合理性，比如電機的輸出性能，尺寸，重量，成本以及工業(yè)化可行性評估等。力爭做到合理的方案，優(yōu)異的性能以及可接受的成本始終是我們不斷進行優(yōu)化的驅(qū)動力。

在控制器方面，作為方案的初步評估以及平臺功率模塊的選型，需要有一些關(guān)鍵參數(shù)作為前期方案評估的輸入，比如電壓，電流，電壓利用率，開關(guān)頻率以及工作和冷卻環(huán)境等，對于在特定的工作電壓，電流和開關(guān)頻率下進行開關(guān)和導(dǎo)通損耗的仿真，以及基于損耗仿真，前置工況，工作環(huán)境和冷卻條件下，博格華納依托于可靠和成熟的溫度模型來評估設(shè)計可靠性，最后在硬件選型方面，同時配合機械設(shè)計的空間實際情況來進行比如說功率模塊，母線電容和其他電氣元件的選型，這些工作完成以后成為后續(xù)進一步進行我們電氣以及機械設(shè)計的前提。

在減速箱方面，需要常見輸入就是速比，中心距，載荷譜，即輸入扭矩和轉(zhuǎn)速等信息，通過FEA來計算各個子零部件在極限工況條件下的應(yīng)力分布并評估強度方面可靠性，通過循環(huán)載荷來計算關(guān)鍵零部件的損傷度和疲勞可靠性。通過流體以及潤滑仿真來估算傳動效率和用油量以及通過結(jié)構(gòu)模態(tài)，齒輪模型和尺寸鏈的校核來評估NVH相關(guān)的性能表現(xiàn)，涉及到齒輪的激勵，模態(tài)的共振，以及由于傳動系的間隙引起的一些瞬態(tài)NVH問題。博格華納在駐車系統(tǒng)和脫開機構(gòu)方面也有非常成熟的應(yīng)用，作為一個附加的子系統(tǒng)添加到減速箱上。

說完開發(fā)過程中的理論后，李斌用了幾個例子和大家介紹了博格華納在整個系統(tǒng)開發(fā)過程當(dāng)中遇到過哪些問題。

第一個，這里應(yīng)該是一級減速齒輪一倍頻的嘯叫問題。一部分是由激勵導(dǎo)致的自身產(chǎn)生的嘯叫聲，另外一部分是激勵導(dǎo)致其他結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生的共振。從減小激勵源頭入手，通過齒輪微觀修形來降低傳遞誤差，并降低齒輪自身的嘯叫。同時，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高模態(tài)，降低由齒輪激烈引起的共振。

第二個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面引起的邊頻問題。類似的問題較難通過零部件換裝或者是交叉測試來逐個排除可疑項，因為這類問題經(jīng)常和安裝相關(guān)，博格華納通過CAE團隊的介入尋找整個結(jié)構(gòu)和裝配過程當(dāng)中哪些是薄弱點，并針對性地增加剛度支撐，同時進行關(guān)鍵齒存的公差控制，最后解決這類問題。

還有由控制器開關(guān)頻率導(dǎo)致的高頻噪音問題。對于800V系統(tǒng)來說，高速化肯定是最明顯的技術(shù)趨勢之一，隨著轉(zhuǎn)速應(yīng)用不斷升高以及SiC模塊應(yīng)用所帶來更高的開關(guān)頻率可能性，控制器開關(guān)頻率所導(dǎo)致的傘狀階次噪音的影響也是不可忽視。由于控制器的載波頻率通過脈寬調(diào)制技術(shù)受到正弦波的調(diào)制，所以隨著轉(zhuǎn)速的升高，其階次特征是以非零點階次為起點，經(jīng)過正弦波頻率變化的調(diào)制，從而向著基本載波頻率的兩邊散射出去的。而這些階次的能量會隨著轉(zhuǎn)速上升和齒輪或者是電機的主階次進行相交，從而引起系統(tǒng)的共振。理論上解決途徑還是兩個，即通過優(yōu)化其他零部件降低借此耦合的幾率，但是很顯然，電機和減速箱都有其特征階次，不可能完全避開。第二個途徑就是從控制的角度入手，弱化主階次的能量。這里，博格華納是通過RPWM來弱化控制器的載波頻率引起的噪音能量，降低自身噪音的同時也弱化了和其他零部件階次耦合的負面影響。

博格華納秉承著打造“一個潔凈、節(jié)能的世界”的愿景，在電驅(qū)動行業(yè)具備高度的自研自產(chǎn)和系統(tǒng)集成能力，持續(xù)賦能中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，與此同時，借助中國新能源市場的迅猛發(fā)展，博格華納在電驅(qū)動領(lǐng)域的技術(shù)能力也快速提升，甚至還能為全球其他區(qū)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)輸出，推動蓄勢.前行戰(zhàn)略發(fā)展。

審核編輯 黃昊宇