多数时候,用户需求决定了产品技术的演进方向。 图片来源于网络
人们对动力单元的核心需求无外乎是:①响应要快,动力要猛;②效率要高,能耗要省;③故障率低,皮实耐用,稳定可靠。
更多的潜在需求在于:①集成度足够高,给车内及前后备箱腾更多空间;②成本合理(Zui终会反映到车价上);③高转速时不要啸叫吵人;
下图汇总了电车动力单元的核心要素,其实电驱系统的技术和进化都是围绕着这几个方面展开的。 图片来源于网络
电机动力目前已经够用
压榨潜力和必要性不大
也就是说,电机动力在目前在多数电车上已经够用,传统油车的大马力溢价,在电车上已经变得不值钱。上图列出的高功率密度电机,给人的感觉就是电车马力跟白给似的...
车企与其在现有绰绰有余的电机功率上,再花大成本研发新的动力品台,提高动力参数,倒不如把成本分摊到其他用户更能感知的地方。 图片来源于网络
当然,对于少数追求juedui动力加速的性能电车,如特斯拉ModelS Plaid、Lucid Airsapphire、悍马EV、保时捷Taycan TurboS等车型。
这里面有一些新的提升动力的关键技术:如扁平绕组线圈、端部换位提高槽满率、优化转子结构等方法提高磁满率,提高电机功率和功率密度。
近几年也越来越多车型搭载直瀑式油冷电机,让电机冷却降温更高效,帮助功率输出连续不衰减。
也有通过智能算法优化电机动力输出,来实现更好的动力、能耗、操控稳定的。
个人觉得认为上面的技术都算是电驱核心技术! 图片来源于网络
电机能效已接近瓶颈
提升能效需要指望碳化硅的应用
基于第1部分,电机动力对多数用户已经够用甚至过剩的前提,下图是某电机能效Map图,可以清楚看到,在多数日常使用转速区间内,电机的能效都是在90%以上的。
目前多数新能源车型搭载的电机zuijia能效在90%~95%,甚至部分高效电机达到了96%,此时想要在现有基础上继续提升电机能效,付出的成本将是倍数级增加,对于车企和用户都不那么太划算。
于是提高电机控制单元中的主逆变器能效,成为提升整个电驱系统能效的新方向。
也就是用SiC碳化硅模块替代目前主流的IGBT模块! 图片来源于网络
碳化硅SiCMOSFET 的优点有很多,体积小利于封装和集成、开关/导通响应快且损耗更小、耐压值高(是硅基的10倍)、导热率高利于散热,及更高的功率密度等。 图片来源于网络
Zui重要的是使用SiC碳化硅模块的电机控制单元,相比IGBT模块方案,可以实现从电池到电机路径,约5%的效率提升,也就是能给整车省去约5%的能耗。
相比车企多用5%续航所对应的电池成本,还徒增车重带来的负面影响,即便是当前成本相比IGBT更高的碳化硅模块,也是zuihao的选择!