《電子技術(shù)應(yīng)用》
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從富士康MIH的電驅(qū)看電機(jī)電控標(biāo)準(zhǔn)化模塊化

2022-12-28
來源:OFweek
關(guān)鍵詞: 富士康 MIH 電機(jī)電控

  汽車從燃油車走到了電動(dòng)汽車,動(dòng)力以及傳動(dòng)系統(tǒng)得到了極大的簡化,由于電池可以扁平的布置車輛底部,那么唯一對(duì)整車開發(fā)靈活性和布置產(chǎn)生阻礙的東西就成了電機(jī)電控。而電機(jī)電控又以其高價(jià)值決定了電動(dòng)車能耗和性能兩大重要因素,所以電機(jī)電控成了不管是主機(jī)廠還是各個(gè)供應(yīng)商們爭(zhēng)相投入和研究的汽車零部件。

  可以看到《Lucid(歐美豪華電動(dòng)車新勢(shì)力)投資路演解讀》文章講到Lucid一項(xiàng)核心就是電機(jī)電控緊湊高性能從而實(shí)現(xiàn)座艙空間最大化,另外《變革加速-奔馳電氣化戰(zhàn)略:2030全面電氣化》也講到奔馳收購緊湊高性能電機(jī)公司YASA。最近也看到以為蘋果代工出名的富士康鴻海的MIH的電驅(qū)動(dòng)開發(fā)設(shè)計(jì)思路考慮模塊化,所以在此分享和解析,希望能給大家?guī)硇畔⒑蛦l(fā)。

  MIH電驅(qū)動(dòng)是鴻海富士康的MIH 整車平臺(tái)架構(gòu)(包含物理和電子架構(gòu))中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案,富士康表示它可以配置電機(jī)大?。ㄖ睆揭约伴L度)通過標(biāo)準(zhǔn)化的逆變器以及變速箱來提供優(yōu)化的布置,動(dòng)力扭矩給到客戶。所以他提供的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有以下幾個(gè)特征:

  標(biāo)準(zhǔn)化的逆變器和變速箱

  多種電機(jī)直徑

  靈活的電機(jī)長度

  永磁以及感應(yīng)電機(jī)。

  其實(shí)可以總結(jié)為,標(biāo)準(zhǔn)化電驅(qū)動(dòng)的控制器和傳動(dòng)部分,至于產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換的電機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)材料沒有突破的情況下,只有通過大小來實(shí)現(xiàn)不同的功率提供。

  那么為什么要標(biāo)準(zhǔn)化模塊化電驅(qū)?

  首先,如前文講到對(duì)整車開發(fā)靈活性和布置阻礙最大的東西就是電機(jī)電控;然后電機(jī)電控又以高價(jià)值決定了電動(dòng)車能耗和性能兩大重要因素;最后熟悉零部件設(shè)計(jì)肯定明白變種多導(dǎo)致投資成本,生產(chǎn),質(zhì)量等一系列商業(yè)化難題。

  而作為不少電驅(qū)系統(tǒng)供應(yīng)商來講,要服務(wù)不同的主機(jī)廠,不同車型的區(qū)間,客戶的需求不同,要想標(biāo)準(zhǔn)化電驅(qū)動(dòng)也是一個(gè)難題。

  首當(dāng)其沖的就是不同車型和平臺(tái)下的電機(jī)電控系統(tǒng)的大小,其次是硬件,軟件控制零部件的安裝位置,最后是驅(qū)動(dòng)電力以及冷熱散熱的各種接口,都是不同的要求。

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  如果不能很好的控制不同需求的變化,對(duì)于電機(jī)電控這種昂貴的硬件來講,其材料和模具管理會(huì)非常的頭大,而且變種多的情況對(duì)開發(fā)生產(chǎn)制造的質(zhì)量和成本管理異常困難,所以標(biāo)準(zhǔn)化電驅(qū)系統(tǒng)能夠減少復(fù)雜度從而達(dá)到降本,增效,提質(zhì)等目的。

  顯然,標(biāo)準(zhǔn)化模塊化是有各種好處,如何做好卻是一個(gè)大難題,這其實(shí)對(duì)于電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的產(chǎn)品規(guī)劃要求特別高,也需要對(duì)整車客戶的需求有一個(gè)很好的理解。

  如何做好電驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊化?

  其實(shí)這個(gè)部分和我之前模塊化文章《整車架構(gòu)平臺(tái)核心-大道至簡(Complexity Reduction)五步驟》類似。

  首先是基于對(duì)客戶需求的理解,同時(shí)對(duì)行業(yè)發(fā)展判斷來定義總體的需求。

  例如富士康的MIH電驅(qū)動(dòng)定義和預(yù)測(cè)了100-200kw的電機(jī)給到C&D轎車和SUV車型的區(qū)間。

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  其次標(biāo)準(zhǔn)化電驅(qū)動(dòng)運(yùn)行以及性能參數(shù),例如:

  工作環(huán)境,也就是溫度,電磁EMC,防塵防水等級(jí)等。

  工作電壓,一般工作電壓400v左右或者800v左右。

  不同功率的最大電機(jī)轉(zhuǎn)速。通用的變速箱但是不同的減速比。

  耐久標(biāo)準(zhǔn),一般15年,30萬公里。

  性能曲線

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  再是標(biāo)準(zhǔn)模塊化的零部件安裝以及輸入輸出接口,例如

  電池包接口

  DCDC變壓器和車載充電安裝以及接口

  熱管理系統(tǒng)安裝以及接口

  整車控制器接口

  底盤控制器接口

  等

  最后是標(biāo)準(zhǔn)模塊化子系統(tǒng)設(shè)計(jì):

  相同的最大轉(zhuǎn)速

  相同的定子直徑

  相同的轉(zhuǎn)子直徑相同的零部件設(shè)計(jì)

  不同的電機(jī)長度實(shí)現(xiàn)不同的電機(jī)功率

  相同的安裝接口以及輸入輸出接口

  電機(jī)的結(jié)構(gòu),主要是轉(zhuǎn)子和定子。轉(zhuǎn)子是線圈,就是感應(yīng)電機(jī);轉(zhuǎn)子是永磁體,就是永磁同步電機(jī)。定子都是繞線的。富士康MIH的做法是通過定子的長度來實(shí)現(xiàn)不同的功率。

  逆變器也是電機(jī)電控里面的成本大頭,主要是里面的IGBT或者碳化硅芯片以及散熱處理價(jià)值高。IGBT或者碳化硅芯片在高壓下的高頻開關(guān)散熱是電驅(qū)動(dòng)高效率高功率輸出的保障,所以目前基本通過將IGBT或者碳化硅芯片夾在散熱片中間然后油或者水冷,通過增加或者減少IGBT以及其散熱模塊實(shí)現(xiàn)不同功率大小的逆變器。

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  標(biāo)準(zhǔn)模塊化IGBT芯片及其散熱模組,逆變器盒子以及相關(guān)接口都是很好做到標(biāo)準(zhǔn)化逆變器。

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  最后是傳動(dòng)箱減速器,由于不同車型,尺寸,性能要求不同,所以傳動(dòng)箱減速器里面的傳動(dòng)比雖然大同小異,但都有稍許變化。還有前后電機(jī)需要的泊車鎖止架構(gòu)需求不一樣。所以將傳動(dòng)箱里面的零部件特別是齒輪進(jìn)行模塊化可以快速響應(yīng)整車變化的需求。

  寫在最后

  汽車電氣化智能化走到了現(xiàn)在,其實(shí)對(duì)于各類零件都在朝著類電子化的方向設(shè)計(jì),特別是各類重資產(chǎn)零部件都是標(biāo)準(zhǔn)化模塊化,例如電驅(qū)動(dòng),也例如特斯拉以及最新的NIO ES8都采用的車身前后一體式?jīng)_壓,可以看到滑板底盤火熱,大家都想打造類似于山寨手機(jī)時(shí)代的汽車“主板”,未來汽車的差異性可能會(huì)越來越少,那么汽車可能會(huì)進(jìn)入手機(jī)時(shí)代,爆款時(shí)代,一個(gè)賣點(diǎn)定義一個(gè)品牌。

  參考文章以及圖片

  MIH動(dòng)力驅(qū)動(dòng) - 富士康鴻海MIH

 ?。唇?jīng)準(zhǔn)許嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載和摘錄





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