现代E-GMP驱动总成技术分析

汽车   2024-11-15 07:29   吉林  




现代E-GMP平台目前规划两款电驱系统,三点悬置布置。驱动电机均为采用油冷的扁线永磁同步电机 。



前驱总成73.754kg,宽高长分别为427x518x386。



后驱总成101.4kg,宽高长分别为545x360x680。





 壹

电机冷却系统


无论是前驱系统还是后驱系统,两者的电机冷却方案都是一样的冷却系统分为主动强制冷却和间接强制冷却。主动强制冷却回路有两个,一个是定子铁芯上面的两个油管,另外一个是转子铁芯两端的圆环;间接强制冷却则是绕组底部泡油两个油管+油环的冷却方案还是无法保证电机绕组360°冷却,最下面的绕组外层即是盲点,为了解决这个问题,增加了泡油方案)。



定子铁芯上面的两个油管(AI材质,点焊+钎焊)开有一定数量油孔,通过油孔向铁芯两端绕组以及铁芯中部进行喷油冷却。


油管通过焊接支架,采用一个M6螺栓固定在变速箱壳体。需要注意的是,油管上的特殊支架结构。一方面,在装配过程中进行预定位;另外一方面,减少支架在打螺栓过程中的偏移。对于这个结构的设计,有那么一点意思。



由于油孔数量及位置受限,铁芯两端绕组只有上半部分区域得到了冷却当绕组层数较少时,上面的冷却油可以通过绕组之间的间隙淋到下面;当绕组层数较多时,基本上绕组内层几乎无冷却而E-GMP采用的是8层绕组方案,因此,如果仅仅依靠两根油管喷油冷却,那么两端绕组内层是危险的。为了解决这个问题,E-GMP在铁芯两端(绕组内层)增加了两个外置金属油环(AI材质,点焊+钎焊)



前、后油环均只通过一个M6螺栓,分别固定在变速箱壳体底部和后端盖轴承室外圈。油环外侧开有一定数量油孔。两个油管外径均为106mm。



由于铝材质较为柔软,因此相较碳钢更容易弯圆成型。但是即便采用了铝材质,也可以清晰的看到油环在弯圆结合处的变形。

同样是金属油管,上汽EDU 二代电机冷却油管采用不锈钢材质。虽然韧性更强,但从拆机出来的照片来看,无论是圆度还是连接处的处理,都更胜一筹。令人惊讶的是,油冷的大小居然只有0.7mm,不得不佩服上汽在电机油管方面的设计能力和制造能力。



前面谈到的冷却更多倾向于电机定子冷却,接下来看下转子冷却。E-GMP转子设计思路一致。



以后驱电机转子进行说明,电机轴和动平衡板均开孔,油冷的可能性非常大。但由于没有更详细的局部特征,暂不进行深入。






 贰
电机升压系统


对比前驱、后驱电机定子,可以发现后驱电机并不像前驱电机一样常规的“三相出线”,而是独特的“四相出线”。通过早期文章的介绍,我们知道“四相出线”实际上是将电机中性点引出,目的是为了“升压”充电。E-GMP选用功率更大的后驱电机进行升压。


那么,到底是如何实现升压呢?

首先,电机出线的4PIN固定在电机绝缘座上。




需要注意的是,此处的E-GMP的高压连接比较独特。电机绝缘座铜牌与塑料不是一体注塑,塑料与铜牌分开,通过卡扣实现组装固定。制造难度降低,装配稍微复杂点。



然后,控制器三相与电机绝缘座上三相连接。在这里,控制器三相不再是铜牌,而是导电柱这种设计给原本自由度不足的高压出线难题提供了新的思路。



随后,电机控制器处理后,以铜牌的形式引出三相。




最后,充电机与电机控制器直连。充电机、控制器、电机、齿轴、壳体最终形成高度集成




通过电机进行升压,背后的动因是为了使800V系统能够兼容400V的充电桩。这种做法并不是只有E-GMP在做,已量产的产品还有比亚迪汉。




与现代相比,比亚迪汉的升压方案更加直接明了。从EDU直接拉出一条高压线(一头接电机中性点)直接插入充电器。




 叁
零件



现代E-GMP采用的是Semitec旋变,旋变定子与壳体之间有一个金属薄壁件。它的作用是“隔磁”




任何介质对外磁场都有响应。有些材料响应较弱,我们称之为弱磁性,如:顺磁性、反铁磁性物质;有些材料响应较强,我们称之为强磁性,如:铁磁性、亚铁磁性物质;当然还有一些是特殊响应,如抗磁性(磁化率为负)。我们所熟知的铁、钴、镍等都属于强磁性物质,对磁场有较强响应,可以被磁铁吸引。

旋变这个隔磁套隔磁的原理就是磁力线都跑到这种材料内部去了,不愿意去其他地方,因此也就隔磁了。与上期文章中电机隔磁桥的原理是一样的。

低压线束带有金属固定扣,小细节处理的还可以。


除了旋变,另外一个需要关注的零件就是防轴承电腐蚀的导电环。关于轴承电腐蚀相关知识,可翻阅之前文章,此处不做拓展。前驱电机和后驱电机均采用了该解决方案。从结构来看,属于Aegis SGR系列产品。


电驻车及脱开装置结构如下:





最后,再来看下电机定子。Busbar采用PPS-(GF+MD)50。除了增加玻纤增加强度以外,还增加了增韧剂提高韧性,减少温度冲击带来的开裂风险。当然,目前常用的PPS+40GF也是比较好的选择。从结构上看,Busbar兼备集油分流的作用。






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