140 kW高性能集成式电驱动产品开发

暴杰 赵慧超 李全 王宇 文彦东 胡学伟 郭璐璐 张颖

（1.中国第一汽车股份有限公司 新能源开发院，长春130013；2.汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室，长春130013）

主题词：电动汽车 电驱动 三合一集成 高性能 高效率 高可靠 低成本 长寿命

缩略语

EMC Electro Magnetic Compatibility

NVH Noise Vibration Harshness

IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor

SVPWM Space Vector Pulse Width Modulation

ASIL-C Automotive Safety Integration Level-C

CPLD Complex Programmable Logic Device

FTTI Fault Tolerance Time Interval

SPFM Single-Point Failure Metric

LFM Latent fault Metric

PMHF Probabilistic Metric for random Hardware Failure

1 引言

汽车行业已投产纯电动乘用车电驱动系统多为电机、逆变器及减速器分立式设计，技术落后。其特点是：零部件数量和品种多，材料成本高（＞16 000元）；尺寸大、质量重（＞100 kg），整车搭载性差；功率密度低，高速持续行驶和超车性能弱；电驱系统峰值和工况效率低，最高效率91%，整车电耗高；EMC和NVH性能差，与用户对安全、健康、舒适的品质追求有差距；技术同质化严重，整车魅点缺失，因此领先企业争相研发新一代多合一集成结构的电驱动产品。

综合国家政策导向、标准法规准入要求、技术趋势研判以及整车产品战略规划，启动新一代“140 kW高性能电驱动系统”产品自主开发工作。

2 高集成度低成本设计

首创电机、逆变器、减速器三合一轴向集成构型。三合一电驱动系统总重量仅78 kg，电机系统重量仅52 kg，见图1。

图1 三合一体集成式电驱动

2.1 总布置设计

通过将驱动电机、减速器和差速器一体化集成，非同轴结构布置，大幅减少零部件数量，缩短轴向尺寸，减少动力损失，提高传动效率，降低总成重量，装配容易，可维修性好。采取止口+定位销的定位方式，壳体之间8 个M8 的螺栓连接，端面之间O 型圈密封，花键之间加注润滑脂，靠O型橡胶圈密封，见图2[1]。……