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在电动汽车的快速发展中，增程式电动车以其独特的优势逐渐成为市场新宠。顾名思义，增程式电动车是在纯电动车的基础上增加了额外的供电装置，为动力系统提供电能，以提升续航里程。这种设计一般是由发动机和发电机组成的增程器为动力系统供电，而发动机本身不参与驱动，从而简化了整体结构，提高了可靠性，并降低了制造成本。
与传统的燃油车相比，增程式电动车不仅保留了纯电动车的动力性和智能化的特点，还通过增程器的辅助有效地缓解了用户对于续航里程的焦虑。同时增程式电动车还提供了更长的行驶里程，满足了用户对远距离出行的需求。
增程式电动车的双重优势，使其在消费者中越来越受到欢迎。它不仅提供了燃油车的便利性，还兼具了电动车的环保性和经济性。这种设计理念的创新，正是增程式电动车受到青睐的原因所在。
回顾2023年我国的汽车销售情况，增程式电动车以同比181%的增长速度成为市场的新星，为了适配快速增长的市场，上海电驱动进行增程产品优化设计，实现更好的车型匹配。下文为大家揭示上海电驱动二代增程技术背后的创新之处。
上海电驱动自2022年底第一代增程发电机和控制器总成产品开始量产供货，至今累计出货超过22万套，增程产品广泛应用于长安深蓝、长安启源、奇瑞、东风和合众等多款热门车型。其中2023年度增程产品出货量达到12.7万套，市场占有率位居行业前列。
在上海电驱动第一代增程产品取得显著成就之际，中国新能源汽车市场也发生了翻天覆地的变化，电动汽车市场不再局限于中高端领域，其市场份额不断扩大，逐渐向更广泛的市场渗透。在这一背景下，增程式电动车作为新能源汽车的一个重要细分市场，其市场份额也在稳步增长，各大电动汽车制造商纷纷加大在增程式电动车领域的投入，推动了增程式电动汽车市场进入了快速发展期。
为满足整车制造商对增程式电动车日益增长的需求，并响应中国《节能与新能源汽车技术路线图3.0》提出的电驱动系统集成技术要求，上海电驱动开发的第二代增程产品在第一代增程产品的基础上进行了全面迭代升级，第二代产品在核心技术方面实现了重大突破。
与第一代增程方案12极72槽定转子、圆线水冷电机、控制器叠层布置在发电机上方、控制器和发电机分体式的设计方案相比，第二代增程技术采用24极72槽定转子设计，以及扁线油冷电机技术。控制器的布局也进行了优化，从原先的叠层布置在发电机上方，转变为轴向布置在发电机后方，实现了控制器与发电机的深度集成。第二代增程的这些改进使电机铁芯叠长减少38%的同时，额定功率提升了83%，体积缩小了15%，重量减轻了18%。
第一代增程方案和第二代增程方案对比
在第二代增程式电动车产品的研发中，研发团队特别关注了系统的耐振性能，考虑到增程发电机系统布置在车辆的前舱，并与发动机相连，发电机在发动机运行时会受到扫频振动的影响，同时在车辆行驶过程中也会受到随机振动的影响，致使发电机系统工作在高振动、高冲击的环境下。为了应对这一挑战，第二代增程产品采用了创新的布局设计，将控制器轴向布置在发电机后方，通过精确的振动仿真分析，找出设计中的薄弱点，并针对性的进行加固设计，这些改进实现了发电机系统满足7g的振动要求，而控制器单体最高可以满足10.7g的振动要求。
第二代增程产品高耐振性测试
①电压控制功能：第二代增程发电机通过优化软件策略，在电池包出现故障，无法放电的时候，发电机通过电压控制模式，直接给驱动电机供电，实现车辆继续行驶。
②无位置控制功能：当位置传感器失效后，采用高频注入和观测器，可以保证增程器在额定转速和扭矩范围内运行。
电压控制原理
第二代增程发电机系统在提升NVH（噪声、振动和粗糙度）品质方面进行了深入的优化。产品采用了72槽24极的扁线电机方案，增程发电机振动噪声主要是电磁噪声，通过电磁力时间/空间分析、定转子/总成模态分析、发电机NVH结构仿真、发电机声学仿真分析等技术手段，对发电机电磁方案和结构方案进行迭代优化。
第二代增程发电机NVH仿真
另外，在软件上可以通过随机变频策略降低电磁噪声，并通过谐波注入功能，降低特定频段噪声，提升整车NVH品质。
随机变频和谐波注入降噪
最后，考虑到发动机启动时的平稳性，第二代增程产品在软件开发上实现了创新，通过控制停机位置功能，采用位置闭环控制相结合的策略，实现了发动机固定位置停机控制。这种设计能够在停机时将发动机停在合适位置，从而使启动扭矩最小化，优化启动过程中的NVH，并确保启动的一致性，提升整车驾驶体验。
停机位置功能优化NVH
整车价值:从上图可以看出，发动机的阻力矩随曲轴转动角度变化，力矩值变化差异将近30%;通过曲轴位置控制，在停机时将发动机停在合适位置，能够减少下次启动的阻力矩。
EMC作为发电机系统的重要评价指标，通常存在高压母线对外辐射导致30~70MHz频段RE超标，以及低压和高压的CE电压法超标和CE电流法超标等电磁兼容共性问题，需要硬件工程师在测试现场多次整改测试才能合格。第二代增程平台结合历史设计经验、理论数据支持，以及对EMC问题的深入的研究，我们从产品设计和测试布置等多维度出发，制定了有效的电磁兼容解决方案。通过采用滤波加屏蔽的设计方法，发电机系统成功通过Class 3级别的EMC测试。
高电磁兼容设计
上海电驱动推出的第二代增程产品，采用了平台化设计，实现了极高的兼容性和灵活性。产品通过调整扁线电机铁芯叠长，可匹配1.5L、1.5t、2.0L不同排量的发动机，满足不同功率的 需求。同时，通过调整IGBT芯片和薄膜电容芯子，可兼容400V与800V整车动力系统的电压。此外，该产品还通过调整P1发电机系统和P1+P3发电机系统可兼容后驱车型、前后驱车型以及前驱车型的全面覆盖，不仅提高了产品的集成度，还增强了高耐振性、高可靠性、高NVH品质、高电磁兼容等特点。上海电驱动第二代增程产品以极高的性价比和极强的前瞻性在增程式电动车市场中占据重要地位！
来源：上海电驱动
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