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      1. “中國心”十佳電驅!解讀長安啟源數智電驅技術

        2023-11-11 00:10:08 作者:潘洪瀚

          【太平洋汽車 技術頻道長安啟源A05在10月底上市,短短1個月的時間它和A07的累積訂單已經達到2萬臺,說它是爆款完全沒有問題。這款產品除了擁有足夠個性的外觀、簡潔合理的內飾布局和滿足家用的內部空間,當然更值得關注還有它全新的數智電驅混動系統,使得售價 8.99 萬起的長安啟源 A05,零百加速僅需 6.8s,純電續航達145km,綜合續航達到 1300km,百公里綜合油耗僅需 0.98L。那么這套混動系統有什么魅力?現在就來淺析數智電驅技術的背后。

         
        智電混動系統工作原理

          長安啟源數智電驅插電混動架構包含 P13 高效數智電驅、1.5L高效藍鯨混動發動機、高效安全電池、交直流充電系統,和集車端、云端、用戶端數據應用為一體的高級智慧控制。

          其中 P13 高效數智電驅采用 P13 雙電機混動構型,支持純電驅動、串聯混合驅動、并聯混合驅動、能量回收等多種工作模式。極限加速時支持三動力同驅,實現更快的動力輸出。如果對比比亞迪的DM-i在后段加速更加凌厲,日常行駛時兩者混動行駛質感比較接近。

         
        10層Hairpin扁線油冷電機技術

          采用混動驅動時,電機是主要的動力來源之一,承擔著快速扭矩響應、能量回收、調節工況點等任務。本次長安在研發這套混動系統技術時,把電機進行了創新式設計。例如全球電混首發的 10 層 Hairpin扁線油冷電機技術。扁線電機的層數,就是在一個定子槽內放入的扁銅線數量。電機層數經歷了從 2 層、4 層到 6 層、8 層的過程。目前行業仍以 6 層為主,少量采用了 8 層。純電領域,特斯拉最先在產品上將電機層數做到了 10 層。但是在混動領域里面,長安是第一個全球應有此項技術的車企。

        (右為長安10層扁線電機,左為某車6層扁線電機)

          為什么扁線層數越多就會越有優勢?首先要解釋一個叫做叫集膚效應,交變電流在導體中分布是不均勻的,集中于導體外表層,因此叫集膚效應。通俗來說,就是銅線的外表面比內部的貢獻更大,理論上外表面越多越有優勢。10 層銅線就有 10 圈外表面,電機層數的增加,能夠有效提升材料利用率,達到更高的功率與效率。最終數智電驅電機峰值功率達到 158kW,功率密度達到 7kW/kg。最高效率 97.8%,效率 90%以上區域超過 90%。

          那么10層電機有哪些制造難點呢?一、10 層電機需要13 臺伺服電機同時工作;二、360 個焊點在點間距不足 2mm 空間的精確焊接,因此10層Hairpin 扁線電機不僅混動領域技術,還在工藝上做出了一些突破。說完銅線就到硅鋼片,長安的電機選用了厚度0.27mm 的硅鋼片,這是量產最薄的硅鋼片規格。相同電機疊高下,選用的硅鋼片厚度越薄,其渦流損耗越小,即常說的鐵損更低。0.27mm 硅鋼片電機比競品 0.3mm 硅鋼片電機效率提高 0.3%。

          10層電機再怎么強都好,都需要相關聯的系統開發才能和它相匹配,這里就包括高效率高算力的電機控制器、智慧熱管理系統、高效傳動系統。首先在長安采用一顆四核、每核 300 兆算力的 TC387 芯片作為 MCU 主芯片。其算力相比競品的兩個單核芯片提升 50%,能夠實現高精度動態扭矩響應控制。

          在熱管理方面,數智電驅采用電驅恒溫系統。通過智能溫控閥實現內外循環,精準溫控,快速調溫,讓油溫始終處于 60℃高效區,充分發揮 10 層電機性能。該系統使用定子噴淋和轉子甩油的雙重油冷方案,電機定子和轉子可通過潤滑油直接冷卻。讓整個系統在高溫環境工作時,電機性能不衰減。日常工況時,系統效率最優,能耗更省。

          要匹配 10 層電機把“省“做到極致,傳動系統也必須下很大功夫。數智電驅采用自主唯一的全球-柱組合軸承,包括需要承載高扭矩差速器的軸承在內,都采用了效率更高的球軸承,實現傳動效率高達98.4%,優于競品近 1%

          輕量化一直是許多車企造車很注重的一環,即便是電機也要做到輕和小才是最省。長安啟源數智電驅重量僅 110kg,相比競品足足輕了 30Kg,數智電驅體積小 26%,高度低 81mm。其次,我們采用混動專屬 P1 電機與離合器高度集成方案,傳動系統 3 軸 6 齒可實現競品 4 軸 8 齒的功能。 8 層 12 對極的設計,讓P1 電機在 6500rpm 就能達成 1300Hz 的超高頻率。

          為了達到省油的效果,長安啟源采用 A-ECMS 智慧能耗最優算法,將電機、電池、發動機、傳動系統等所有參數輸入 PCU,并時刻采集駕駛員、車輛等500 多類信息,持續動態尋優,在用戶實際使用場景中,可節能 6%。另外系統會基于實時導航信息,對出行全過程進行智慧規劃,合理分配能量,最大限度保證暢通路段高效用油、低速擁堵路段智慧用電;

          最后通過電機動態補償扭矩與無級調節能量回收強度,讓車輛不受地形、負載、甚至整車性能衰減的影響,舉個例子大家都知道急加速/減速會導致車輛油耗高,長安工程師以加速度作為控制目標,可以讓油門變化率減少 70%,制動頻次下降 60%。這樣開起來能讓乘客不暈車,還能達到省油效果。

         
        獨特的IEM智慧駕駛場景模式

          在啟源A05的車機界面能看到四種模式,分別是智能驅動、純電驅動、混合驅動和智慧駕駛管理模式。其中智能驅動時基于純電預先,根據車輛行駛狀態和使用場景進行自適應控制,同時能調節能量回收等級強度。

          混合驅動是電機和發動機一起驅動的時機更長。并且多了節能、舒適、運動和個性化四種駕駛風格供消費者選擇。

          最后的智能場景能看做是相機的智能模式,打造了長途、應急、山地與駐車充電四種場景模式。舉個例子,長途模式適用于充電不便的長途出行場景。秉承高速高效用油、低速智慧用電;在缺油少電情況下,用戶可以啟動應急模式,類似于手機低電量模式。利用SOC智能深放,配合智慧節電技術,調整電量分配策略,可多行駛10-15km

         
        1.5L藍鯨混動發動機

          這套混動系統重要配角之一是1.5L藍鯨混動發動機藍鯨“AGILE 敏捷”燃燒技術,除了采用超高缸徑行程比、高壓縮比 Atkinson 循環,寬域冷卻 EGR,120mJ 高能點火外,還有350bar缸內直噴技術,發動機高效區覆蓋整車 90%以上的工況。

          最后啟源A05的動力電池則是來自中創新航的磷酸鐵鋰電池,可儲存電量為18.99kWh,能實現CLTC純電續航里程為145km。啟源A05還具備外放電功能,對外放電功率可以達到3.3kW。只要電量充足的情況,啟源A05在純電驅動的加持下,只需深踩一腳,提速和超車的表現都挺迅猛,駕駛感受與純電動車無異。

          全文總結:長安“玩”混動的經驗不少,根據當下汽車市場發展,以及對長安啟源匹配一套更經濟實用的混動系統。全新的長安數智電驅完全是瞄準目前市場熱銷的比亞迪DM-i來進行改良和優化,尤其是后段加速會更有沖勁。其次這套混動系統還采用全球電混首發的10層Hairpin扁線油冷電機技術;高效率高算力的電機控制器、智慧熱管理系統、高效傳動系統;最輕的電驅系統和1.5L高效藍鯨發動機,為爆款的啟源A05構造出強力的驅動基礎。(圖/文/攝:太平洋汽車 潘洪瀚)

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          潘洪瀚 編輯

          雖然在汽車領域不是樣樣都懂,可是經得起其他人對我汽車問題的考驗。不是日系腦殘粉,但是就最了解日系車型.

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