博格华纳丨集成式电驱动模块iDM

文章来源:EDC电驱未来 发布时间:2020-12-11
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博格华纳继eDM电驱动模块实现量产后,顺势推出适用于纯电力驱动和P4混动的(iDM,integrated Drive Module)全集成电驱动解决方案。

博格华纳继eDM电驱动模块实现量产后,顺势推出适用于纯电力驱动和P4混动的(iDM,integrated Drive Module)全集成电驱动解决方案。

博格华纳iDM电驱动模块是汽车产业电气化进程的关键驱动引擎之一,充分展现了博格华纳的全方位实力——未来解决方案的开发、与全球汽车制造商的紧密合作以及对客户需求的深刻理解。

减少排放并提供更清洁的出行解决方案是OEM和供应商面临的主要挑战。博格华纳紧凑、轻质、高效的iDM产品帮助电动汽车降低能耗,以同样的电池行驶更长的距离。这种先进的多合一电驱动系统解决方案也具有优异的NVH性能,能够满足前沿的电动汽车和混合动力汽车传动要求,帮助OEM设计强劲、清洁、高效的汽车。

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iDM系列产品拥有高集成度、高效率和轻量化的优异特性,提供三种型号——iDM200 和iDM220,可根据设计架构和不同应用,轻松集成于乘用车和轻型商用车的前轴或后轴上。除纯电动汽车外,iDM也适用于P4混合动力汽车,即电机位于前轮驱动车辆的后轴上。

iDM系列产品的主要优势在于其可扩展和模块化的架构,且支持各种齿轮速比和电机尺寸。iDM的工作电压为220-480V直流电压(VDC),根据客户的不同的整车电压平台,该系列产品可提供高达160kW的峰值功率和3800N.m的峰值扭矩。这一先进电驱动产品可确保电机平稳安静地运行,而其发卡式扁线定子绕组电机技术提供卓越的性能表现和出色的噪声、振动与声振粗糙度。

到2025年之前,博格华纳的iDM电驱动系统还将提供峰值功率达到300kW、峰值扭矩达到4500N.m的产品。

值得一提的是,iDM模块中使用的所有组件均为博格华纳全自主研发的成熟技术,且都可作为高集成模块或独立新能源汽车驱动系统解决方案。此外,该产品支持整车平台各类软件功能需求,并提供支持车辆动态和能源管理的高级版本控制器。其软件架构符合当前市场需求,易集成于AUTOSAR等通用平台,可满足ASIL D安全等级需求。

为应对现代车辆系统中不断增加的数据交换需求,博格华纳的先进控制器还可与CAN,CAN FD总线和flexray配合使用。

iDM电驱动系统主要由八个模块构成:高性能电机、传动系统冷却模块、电机控制模块、信号连接接口、高压电源接口、传动轴接口以及驻车锁死系统。

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iDM的核心组件——永磁同步电机、高性能电子控制模块和高效减速机构集成在一起,尽最大可能缩减布局空间,方便整车厂在整车上布置。



博格华纳iDM的三大主要模块:

(1)高速电机:博格华纳的iDM系统中的电机是最高转速16000 rpm的永磁同步电机。可以支持更高速比从而提升轮端扭矩输出,减小电机尺寸。该电机也采用发卡式定子绕组技术以大幅提升电机的功率密度。

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凭借该项专利技术,博格华纳的高速电机在噪声、振动与声振粗糙度等方面表现卓越。某德国竞争对手2019年初刚刚收购电机绕线设备供应商,并开始汲取其绕线设备与关键技术。在该方面,博格华纳先人一步,掌握高效电机制造的核心技术。未来电机将往体积更小,功率密度更高的方向发展。

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(2)功率电子:不同于已量产的eDM产品,博格华纳iDM eAxle系统集合了电子控制装置。博格华纳iDM eAxle电子控制装置目前采用主流的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 绝缘栅双极型晶体管技术。

(3)齿轮传动机构:能否提供灵活的减速比以适应各种客户需求是考量一套电驱动系统的关键指标之一。博格华纳的iDM系统采用固定速比,目前可为客户提供12.5的减速比,基本覆盖大部分客户各种车型的动力传输需求。从市场情况来看,博格华纳的齿轮传动比高于平均水平。



博格华纳iDM的新功能

(1)电子矢量控制系统;

为了保证电动汽车通过弯道时的稳定性,博格华纳开发出同轴带矢量控制电机。该系统可以同时控制左右轴的扭矩输出,使得电动汽车具备燃油发动机车辆的电子稳定程序(ESP)能力。博格华纳目前的iDM以集成了开放式差速器,可以轻松实现电机扭矩矢量控制。为了防止车轮一侧打滑(50%的扭矩),另一侧失去动力(50%的扭矩不足以驱动车辆离开),博格华纳还可以加装电子差速锁,从而在车轮一侧打滑时,将打滑侧扭矩设为零,赋予另一侧100%扭矩,从而驱动车辆离开打滑区域。

(2)电子驻车功能:

博格华纳为客户提供可选驻车系统。如果客户车辆上没有装配电子手刹系统,则可选择在iDM驱动系统上加装电子驻车系统,可以保证电动汽车在斜坡上不会溜车,而且省去了电子手刹的费用。

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与之相关的另一项新技术是创新扭矩矢量双离合器系统。该系统仅用一台电机即可取代电动汽车上常见的传统双电机驱动系统。同样具备结构紧凑的特征。


这套扭矩矢量系统可以改变分配到每个车轮上的扭矩,从而实现全轮驱动,该解决方案拥有广泛的适应性。


为取代电驱动传动系统上的传统差速器,该装置配有两个离合器,一个内离合器和一个外离合器。传统扭矩矢量分配系统需要两个后电动机,这种方案昂贵且笨重,而博格华纳的技术在降低动力传动系统重量和空间占用的同时,也能帮助提升车辆总体效率。


该系统总重量约21公斤,每个离合器具有 2600 Nm 的扭矩承受能力,此外还具有在不需要全轮驱动时断开后桥的功能,从而使车辆进入前轮驱动模式,以减少电动汽车的能耗,增加续航里程。



博格华纳iDM的软件功能

(1)博格华纳的iDM支持各类软件功能,并提供支持车辆动态和能源管理的高级版本。其软件架构符合当前市场需求,易集成于AUTOSAR等通用平台,可实现ASIL D等安全方面的性能。

(2)为满足现代车辆系统中不断增加的数据交换需求,博格华纳的先进电力电子设备还可与CAN或CAN FD总线配合使用。


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