智新科技：新一代新能源驱动系统征战时期及应用

关于汽车来说，安全即是最大的豪华，而在电驱动系统的安全范围，电控时期演出着中枢脚色。2024年10月25日，在第十二届汽车与环境立异论坛上，智新科技股份有限公司研发中心电控征战专科总师王闻宇谈到，智新科技已顺利取得单电机适度器功能安全ASIL C级别的泰斗认证，并筹备深入探索小三电和会架构下的功能安全新挑战。

与此同期，确保安全泊车并非终点，智新科技更努力于终了系统的容错运行及全面的健康会诊与预警。关于位置传感器的容错需求，立异研发了无位置传感器矢量适度算法，能在通例工况下无缝切换，有用留心能源亏本。针对主邀功率器件的寿命挑战，接洽基于结温掂量和电容监测的预警系统，以期提前骚扰，延伸器件使用寿命。

此外，为经管轴电压激励的轴承电腐蚀问题，已遴选陶瓷球轴承看成经管决议，同期也在束缚探索通过优化调制策略，来贬低轴电压，进一步延伸轴承寿命，以至寻求全王人替代陶瓷轴承的可能性。

王闻宇 | 智新科技股份有限公司研发中心电控征战专科总师

以下为演讲施行整理：

智新科技时期恶果

10月，岚图知音上市，并在随后的24小时内获取了超8000台订单。其中，岚图初度推出的800V居品，也即是超长续航版，占据了总订单量杰出50%的份额。20万级别的价钱是岚图迄今为止最为亲民的居品，但其发扬涓滴不弱于之前的居品，尤其是三电系统。岚图为知音的三电系统提取了一个要津词叫985学霸，其中9指的是901公里的超长续航，8指的是800V高压碳化硅平台，5指的是5C快充。

电驱动总成方面，岚图知音凭借高达92.9%的高能效区间比，获取了中汽研“能效之星”的认证，况兼在该范围内位居中国量产车型之首。此外，岚图知音还提供了无边的车内空间，其空间利用率杰出86.7%。岚图知音还获取了C-ECAP白金牌的金银座舱认证，NVH的发扬也同级率先。

为岚图知音整车居品力提供有劲撑握的是智新科技研发的iD4系列新能源电驱动系统。该系统看成东风公司首款深度集成架构下的电驱动总成，展现了出色的兼容性与时期实力。它不仅兼容800V和400V两种电压平台，还兼容同步电机与异步电机，终明晰高服从、高功率密度以及超静音等多重上风。在800V同步平台下，该系统的CLTC工况服从高达91.5%，功率密度杰出3.25kW/kg，主阶次杂音在1米声压级下低于68分贝。

图源：演讲嘉宾素材

早在2023年头，在车型刚磋商时，咱们就和岚图深度协同，进行了居品的界说。咱们分析了结尾客户的盼愿，包括续航里程、购车费本、驾乘体验、能源性和智能化。岚图提倡的整车需求包括服从高、充电快、悠空隙音、安全可靠、能源苍劲、具备智能化和自会诊的特色，同期资本要低。

据此，咱们得出论断，能源总成必须作念到高压、高速、高效、悠闲、安全、智能，同期必须是一款经济的居品。一款条目如斯高的居品征战周期唯有12个月傍边，况兼这是一个系列化居品，里面共有4款。在咱们的神态刚启动时，800V居品收到了一个见告，说量产的时候要提前2-3个月。由于咱们的电驱动总成是深度集成的架构，这决定了咱们一朝出现问题，其质地资本会进一步擢升。为了均衡征战速率和质地，咱们决定优化征战历程和体系，把考据过程向左移，大幅度提高仿真在征战中的占比，同期大幅提高了早期评审的密度。

电磁决议是电机想象的灵魂，为了获取最优的电机决议，咱们耕种了基于CLTC轮回工况的详尽服从仿真平台，在该平台中不仅能详尽计议服从外特色，NVH等成分，还不错把电机和电控进行结伴服从仿真。

咱们遴选了一种基于反应面的多筹画优化算法，这个算法里不错得到最优解的前沿，这个前沿代表一系列决议，从这些决议中优中选优，最终咱们从纯粹5000-6000个决议中选出了最优的想象参数组合。通过这些智力，咱们有用贬低了电机的铜损和铁损，单电机的实测服从最高杰出了98.1%，CLTC的工况服从杰出了96.5%。

电控方面，咱们遴选了自主想象与量产的高压碳化硅功率模块，该模块遴选了深沟槽时期的碳化硅芯片，同期遴选双面银烧结时期，该时期比传统的时期贬低了20%的热阻，同期将芯片的连系强度擢升300%。咱们在四芯片并联的情况下能够输出360A的有用值，六并联的情况下输出480A的有用值，不错匹配最多260kW级别的功率输出。

故障保护是碳化硅驱动的难点，因为碳化硅的开关速率快、芯单方面积小，一朝发生短路，保护不足时很容易就损坏了。为了合作这款功率模块，咱们征战了专用的碳化硅驱动保护时期，通过搀和关断时期终明晰安全可靠的故障保护。同期，咱们遴选了优化服从的调制时期，发轫通过DPWM时期，贬低了30%的开关次数，再勾通智能载频优化，最终终明晰40%开关损耗的贬低。咱们还合作电机的电磁决议进行了深度的过调制优化，面前电压利用率不错达到105%，在高速轮回工况下，不错贬低电机相电流7%。

在系列优化的过程中，咱们有一个真切的体会，即莫得最优的适度智力，唯有最优的标定。在寻优过程中，临了一公里的使命鄙俗王人是通过标定来终了的。比如在探索过程中，咱们发现过调制的统共提高以后，NVH服从以至是稳重性王人会出现问题，于是通过深度标定的智力经管，既能寻找到服从最大的扭矩弧线，也能找到调制深度、服从和稳重性之间的相关。通过这些协同优化，终明晰单电控最高服从99.4%以上，比起IGBT器件贬低了约60%的损耗。

针对机械传递损耗的追求，咱们遴选了一系列技能。发轫遴选最优的轴承预紧力，均衡了轴系协力，减少系统的变形发烧，贬低轴承的服从亏本，同期通过合理的齿轮参数想象减少摩擦付。咱们还征战了一种低黏度的新油品，通过精准的润滑时期贬低搅油亏本。此外还遴选了齿面超精摩和低摩擦轴承等时期，最终在资本和服从之间找到了均衡点。

高功率密度层面，功率密度等于功率除以体积或功率除以分量。要提高功率密度，发轫要在总成结构上作念著作。传统的电驱动总成、电机、电控和延缓器王人有寂静的外壳，它们之间的水说念和油说念需要寂静连系。但在新一代电驱动总成中，咱们通过深度的集成和想象形成了一体化全内置的轮回结构，同期集成壳体轴承作念刚度擢升、热套变形适度，提高了总成模态和撑握刚度。

图源：演讲嘉宾素材

在液压油路和水路集成后，咱们发现不再需要出奇的油管和连系件，不仅简化了总成的外形，还不错进一步贬低想象资本。通过这些技能，咱们不仅终明晰总成分量松开7公斤，功率密度擢升9%，还在总成的包络尺寸上有了很大优化。

总成架构上，除了一体化锻造壳体外，在电控部分也遴选了多功能模块集成的复杂的结构想象。咱们遴选了灌封一体化电容和滤波器，径直把电容和滤波器王人灌在支架上，合作驱动适度一体板，形成了高功率密度的逆变砖。在此基础上，咱们还不错通过集成式的冷却水说念，进一步集成小三电和油泵的适度部分，终了不低于80千瓦每升的功率密度。

通过这个逻辑和会，咱们不错把小三电和油泵的适度和主驱动电机和会进来，进一步提高系统的集成度。润滑部分，咱们遴选了可变液面和分层润滑时期，集油盒在高速运行的时候集油，既贬低了液位、幸免搅油亏本，又不错通过油说念给轴承提供润滑。

咱们还遴选串并联油路的精准润滑时期，通过主动泵的润滑，不错不受限于系统的工况，总成不论是在正转、回转，以至傍边歪斜的情况下王人能够精准的把润滑油送到其所需要的所在。咱们遴选了智能流量适度时期，证实系统的各式状态，如转速、功率，鼎新电子泵运行情况，能够把系统的温度和服从王人适度在合理水平。

在提高功率密度的过程中，结构想象和热想象时时是矛盾的。对此，咱们耕种了一个涵盖电机、电控和延缓器的热反拱平台，在该平台上通过离子法和多相流的CFD仿真时期，能够精准掂量流体的散热才调，评估冷却决议的想象效果。

仿真准不准，不仅取决于建模的水平，还要通过实验进行改良和考据。咱们耕种了行业率先的电驱动总成热测试平台，通过无线遥测终明晰转子温度的测量。之前在转子温度测量时，要么在静态的现象下放测温线进去，或在运行的状态下，用开洞或通过吩咐测温纸等智力，但这些智力在深度集成的油冷架构下难以终了。对此，咱们用了无线遥测时期，通过无线传输将能量运送到转子，并将转子上的测温信号再传输出来，这个测试十分稳重和精准。

在此基础上，咱们通过整车能源学仿真和下标测试，识别了相配丰富的热测试的运行工况，耕种了丰富的总成温升数据库。勾通仿真平台，终明晰关于总成热稳重规模的精准估测，其中转子温升的估测错误不杰出5摄氏度，以至不错取消电机的温度传感器，通过在线温度的估算终了电机热适度。

神态最运转时，咱们筹备遴选业内比拟进修的电子喷油环结构，但由于为咱们的仿真才调相配强，很快就终明晰决议的迭代。一运转遴选多种冲片旋变调取组成电子外名义油说念的款式，这种款式能让冷却油通过电子外名义的油说念，终了喷淋冷却。自后咱们发现只是用一种冲片就不错把它不息优化。

咱们在此基础上进一步优化，从电子名义开槽进一步升级成电子铁芯里面的油说念想象，这样不错进一步优化定子铁芯和外部壳体的讲和。转子方面，遴选内置冷却的决议，通过空腹轴、隔磁板和转子铁芯里面组成一个油说念，终了高水平的冷却。最终，咱们的电机温升比起第一代的决议贬低了14度，握续功率擢升了20%。

高悠闲性层面，电驱动总成的悠闲性主要发扬为NVH的特色。许多东说念主王人合计NVH是玄学，之前咱们亦然这样合计的，那时使命的要点主要在测试和整改上头，出现问题再去分析原因、整改。跟着征战周期裁减、质地资本飞腾，这种智力不再适用。咱们麇集力量攻关，终明晰NVH征战使命的前置。面前的征战历程中，咱们仍是能够终了对整车筹画进行零部件级别的领会，并通过仿真和测试进行快速迭代优化。

仿真方面，咱们耕种了一个涵盖电机、电控、轴齿、电驱动总成的NVH仿真平台，在这个平台中发轫通过对电机和电控建模，仿真电机的电磁力，并分析电磁力在时候和空间维度的发扬。同期，咱们耕种了轴齿模子，终明晰关于轴齿啮协力的诡计和分析，况兼不错将它们映射到电机的定转子。针对外轴上传来的外部冲击，咱们耕种了传动链漏洞情况的模子，进一步提高了轴齿载荷的分析精度。

咱们把上述成分共同作用在总成的结构模子上进行仿真，得到的收尾就不错辅导咱们，哪些所在是声息放射的主要区域，哪些所在需要进行结构加强。再勾通多筹画参数的优化时期，就不错得到总成结构的优化决议，包括轴齿决议，声学包裹决议，以至能够指点电控软件进诳骗命。

NVH的仿真也需要靠实验进行覆按和改良，咱们耕种了一个电驱动总成的NVH实验平台，不错终了电驱动总成的台模NVH测试、模态测试和总成ODS测试，通过整车NVH评测进行最终的闭环。

群众合计NVH是玄学的另一个原因在于状态的概略情趣。比如定名征战的时候样机状态相配好，但到了量产就会有问题。针对这种问题，咱们正在尝试把总成测试收尾和零部件制造参数磋商起来，通过大数据分析其中的磋商，再进一步优化想象和轴承适度。在这些仿真和测试平台匡助下，咱们很快终明晰全标的的NVH优化。

电磁方面，通过结构和电磁决议的协同优化，针对主阶次进行了优化，磋商阶次杂音能贬低50%以上。适度方面，咱们遴选了开环和闭环勾通的斜部注入决议，不错终了常用转速的全阴事。针对开关噪声，遴选立时载频的决议，磋商杂音不错贬低10-15dB。咱们通过优化机械盒的结构，改善噪声，贬低低频说念声，整个顺序加起来终明晰主阶次一米声压级低于68dB，达到了行业率先水平。

新时期探索

时期杰出是无绝顶的。除了之前在量产顶用的时期外，咱们正在探索新时期。针对客户系统服从极致追求的场景，咱们征战了输出断开的技能，探索了各式决议，有些量产的基础好一些，有些能从外面找到现成的供应商，面前还在进行优化的决议选拔。

高功率密度膨胀方面，咱们正在探索异构铁芯时期，通过擢升电机转速，进一步擢升功率密度。咱们遴选960兆帕的硅钢，不错在不依赖碳纤维转子包裹的情况下，把电机的最高转速擢升到24000转，同期将电机的定子分瓣，遴选高性能的硅钢片。在这些时期的匡助下，咱们不错把最高服从擢升0.2%，功率密度擢升10%。

电驱动总成的安全主要靠电控，咱们面前仍是获取了单电机适度器功能安全C级别的居品认证，接下来会进一步探索在小三电和会适度架构底下的功能安全问题。在功能安全架构下，大部分场景王人要务终了安全泊车，但仅终了安全泊车是不够的，咱们还要作念到容错运行和会诊预警。针对传感器容错适度的问题，咱们征战了无位置传感器的适度算法，不错在常用的工况下作念到驾驶员无感切换，幸免能源中断。

针对主邀功率器件的寿命问题，咱们正在探索基于功率器件结温柔容值掂量的预警机制。针对轴电压变成的轴承电腐蚀问题，正在遴选基于陶瓷球和导电刷的决议。咱们也在接洽通过调制策略的优化，贬低周电压，延伸轴承寿命，探索能否进一步取消陶瓷轴承。

智新科技先容

智新科技前身是东风电动车辆股份有限公司，这家公司建树于2001年，不错说是中国新能源汽车行状真的起步的所在，因为往时国度863环节专项就落在这里。2022年，原东风雷诺和原智新科技进行策略整合，新公司称号遴选了智新科技。2023年，东风乘用车的业务并入智新科技。当今咱们公司的架构和弗迪能源相配雷同，不错提供纯电、混动、增程、传统能源沿途内置化研发和想象才调。

咱们的能源总成有一个调理名字，叫马赫能源。马赫能源品牌阴事油动、混动和电动的沿途范围。马赫这个名字的含义代表能源澎湃、超强驾控、高效环保，给用户带来愉悦的驾乘体验。咱们的居品平台包括马赫G、传统能源总成、马赫MHD混动能源总成、马赫E、纯电力总成。

近5年，咱们仍是累计向客户提供超100万套能源总成，到本年年底概略不错杰出200万套。

东方风起，科技跃迁，智新科技得志与陡立游共同发展，全力打造立异发展新阵势。

（以上施行来自智新科技股份有限公司研发中心电控征战专科总师王闻宇于2024年10月24日-25日在第十二届汽车与环境立异论坛发表的《新一代新能源驱动系统征战时期及应用》主题演讲。）