科尼赛克"地表最强"驱动系统揭秘 | 6相SiC逆变器+混合式轴\径向磁通电机+双行星排减速器

文摘   汽车   2024-10-11 06:46   上海  

- 关于Koenigsegg驱动系统的解读解读
- 文字原创,Mr.H
- 本篇为知识星球节选,完整版报告与解读在知识星球发布(全文7300字)
- 1000+最新全球汽车动力系统相关的报告与解析已上传知识星球,欢迎学习交流

导语:上一期我们聊过了Koenigsegg Gerema,这款源自瑞典全球限量300台的速度艺术品。通过解读Gerema的动力系统拓扑,了解TA如何做到0~100km/h加速1.9秒、最高时速400km/h的?
今天,我们接着聊聊Koenigsegg首款自主研发的驱动系统,是如何通过<850V 6相 SIC逆变器>+<混合式轴\径向磁通电机>+<2个行星减速器>实现了"地表最强"动力输出?他们究竟长什么样子?有什么技术特征?关键指标参数是什么?又有什么样的技术优势?
| SysPro备注:Koenigsegg(科尼塞克)是一家源自瑞典的小型手工超级跑车制造商,由克里斯·冯·科尼塞克(Christian von Koenigsegg)于1994年创立。公司全名为Koenigsegg Automotive AB,以“刀锋”为名,寓意其产品的锋利与极致性能。

目录

1. 为什么叫Gerema?

2. Gerema,如何做到了"给予更多"?

3. 前/后轴动力系统的技术特征和参数说明

4. Gemera的动力系统特性分析

5. 电驱动系统揭秘:David、Quark、Terrier

5.1 David(逆变器)

  • 5.1.1 技术方案总览

  • 5.1.2 指标参数 (知识星球发布)

  • 5.1.3 技术优势 (知识星球发布)

5.2 Quark(混合式轴\径向磁通电机)

  • 5.2.1 技术方案总览

  • 5.2.2 指标参数 (知识星球发布)

  • 5.2.3 技术优势 (知识星球发布)

5.3 Terrier(驱动系统)

  • 5.3.1 技术方案总览

  • 5.3.2 指标参数 (知识星球发布)

  • 5.3.3 技术优势 (知识星球发布)

6. 混合式轴\径向磁通电机揭秘 (知识星球发布)

注:本片节选,完整内容及产品技术报告在知识星球发布


前期回顾:Koenigsegg Gemera动力系统解读
在上一期中,我们聊了聊Koenigsegg这家充满艺术与梦想公司的故事。正如他们的初心"打造出全世界最快的汽车"一样,Koenigsegg以匠心独运和追求极致性能为核心目标,让Gerema能在过去25年的积累之上真正做到了"给予更多" (Gerema的瑞典语含义)

图片来源:科尼塞克

我们通过解读Koenigsegg Gemera的动力系统的拓扑结构,了解Gemera搭载了一套<2.0T三缸双涡轮增压Freevalve发动机+三台电机>的动力系统,实现了综合功率1700HP、综合扭矩3500N·m的强劲输出(这里不是指轮端)
图片来源:Koenigsegg

进一步观察Gemera动力系统,发现发动机旁并联布置了了两个混合式轴\径向磁通电机,并且在每个电机后端分别配置了一个小速比(3.3:1)减速器,为每个后轮提供了372kw峰值功率1000Nm的峰值扭矩。

正是这种"强劲电机+小速比"的组合,使Gemera在工作转速范围内都有较宽的扭矩曲线,真正做到了"既强劲有力,又灵活敏捷"据官方数据,从静止加速到100km/h仅需惊人的1.9秒,即使在350km/h的转速下仍然有超过1600Nm的后备力量,而Gemera的最高时速更是可达400km/h!或许,这正是他们对于Gemera设计理念的体现:给予更多。

图片来源:Koenigsegg

那么,Koenigsegg Gemera的动力系统到底有什么样的秘密,实现了这一"地表最强"的表现?今天我们通过观察其电驱动系统,一探究竟!



05

Koenigsegg电驱动系统的揭秘

——David、Quark、Terrier的故事

从上面Gemera的故事可以看出,想要做到"既强劲有力,又灵活敏捷"除了源于优秀的动力系统拓扑和参数设计外,更重要的源于其每个子系统强大的能力谈到电驱动系统,Koenigsegg又一次展示他们的艺术细胞,他们给逆变器(Inverter)、电机(Motor)、驱动单元(Electric Unit)换了个名字,分别叫做David, Quark和Terrier...
  • David:850V 6相 SIC逆变器
  • Quark:轴向磁通技术+径向磁通技术融合的产物
  • Terrier:1个David+2个Quark+2个行星排减速器
下面我们来了解下他们各自的技术特征、关键参数、方案优势,以及名字背后的故事...

5.1 David(逆变器)
5.1.1 技术方案总览

Koenigsegg DAVID逆变器采用了先进的SiC技术1,这种材料具有高导电性和高热稳定性,使得逆变器在工作过程中能够保持高效、稳定的性能。此外,DAVID逆变器还配备了6相输出2,这一设计不仅提高了功率转换效率,还使得逆变器在应对复杂工况时表现出色。在结构设计上,DAVID逆变器展现出了Koenigsegg对细节和品质的极致追求,其重量轻、体积小3的特点,使得逆变器在安装和使用过程中更加便捷,如下图所示。

图片来源:Koenigsegg

5.1.2 指标参数 (知识星球发布)...

图片来源:Koenigsegg

5.1.3 技术优势 (知识星球发布)...

图片来源:Koenigsegg

| SysPro讲故事:David的故事

在古代以色列,非利士人与以色列人交战。非利士人的首席战士歌利亚(Goliath)身材高大,力大无穷,他每日出阵挑战以色列军队,嘲笑并威胁他们。以色列军队包括国王扫罗(Saul)在内的所有人都对歌利亚感到恐惧,无人敢应战。
这时,年轻的牧童大卫(David)出现了。他带着牧羊时所用的弹弓和石子,勇敢地接受了挑战。尽管大卫在体型和装备上都远远不如歌利亚,但他凭借着自己的智慧和勇气,以及上帝的庇佑,成功地用弹弓击中了歌利亚的额头,将其击倒并割下了他的首级。这一壮举不仅为以色列军队带来了胜利,也使得大卫日后成为了著名的以色列国王大卫王。

可以猜测,将逆变器命名为David,Koenigsegg是希望借此传达出逆变器具有像David一样的勇气、智慧和以弱胜强的能力,能够在面对各种挑战时都表现出色。同时,这也可能是一种对技术创新和不断超越的精神的象征。

5.2 Quark(混合式轴\径向磁通电机)

5.2.1 技术方案总览

Quark电动机的最大亮点在于其新颖的混合式轴\径向磁通拓扑(Raxial Flux Topology)设计。这种设计将径向磁流和轴向磁流的优势相结合,利用径向(功率密集)和轴向(扭矩密集)磁通拓扑的特征1,使得Quark在扭矩、功率和重量之间取得了最佳的平衡(传统的电动机往往只能在这三者之间做出妥协,而Quark的出现打破了这一局限)。
此外,Quark还采用了30mm直径的钢制滚珠轴承2,这种轴承能够承受高达250kW的功率输出,确保了电动机在高速运转时的稳定性和可靠性。同时,Quark的转子采用了Koenigsegg著名的Aircore®空心碳纤维技术3,这种技术不仅减轻了电动机的重量,还提高了散热效率,使得Quark在长时间高负荷运转时依然能够保持出色的性能。

图片来源:Koenigsegg


5.2.2 指标参数 (知识星球发布)...

以下为Quark电机持续和峰值特征曲线...

以下为Quark电机物理特性参数...


5.2.3 技术优势 (知识星球发布)...

图片来源:Koenigsegg

| SysPro讲故事:Quark的故事

一位名叫亚历克斯的年轻工程师,对电磁学有着近乎痴迷的热爱。在无数个日夜中,亚历克斯沉浸在电动机的研发中,他梦想着创造一种能够完美融合高效能与环保理念的驱动系统,让超级跑车在风驰电掣间也能与大自然和谐共存。

在一次深夜的沉思中,亚历克斯的思绪飘向了宇宙的深处,他联想到了构成物质世界最基本单元之一的“夸克”。夸克,这个在微观世界中无处不在,却又神秘莫测的基本粒子,不仅参与着宇宙间四种基本力的相互作用,还蕴藏着无尽的能量与可能性。

亚历克斯意识到,他所追求的电动机,不正是要在宏观世界中实现这种微观粒子的能量转换与传递吗?TA要像夸克一样,虽小却蕴含着巨大的力量,既要能精准地调控电能的流动,又要能在瞬间爆发出惊人的驱动力。

Quark,作为基本力的粒子,不仅象征着电机世界中电磁转换和能量传递的全面性和高效性,更是寄托了Koenigsegg对电动机性能极致的追求和科技创新的执着。


5.3 Terrier(驱动系统)
5.3.1 技术方案总览
Terrier驱动系统的核心在于其独特的"1个David+2个Quark+2个行星减速器"配置。这一配置将两个驱动单元(Quar)与一个逆变器(David)以及行星齿轮箱相结合,形成了具有强大扭矩矢量分配能力的驱动系统。其中最为关键的是David的6相逆变系统,将直流端能量分别供给两个Quark驱动单元,从而实现了电力的高效利用和扭矩的精确控制。

此外,Terrier驱动系统还采用了轻量化设计和高度集成的组件,使得整个系统的重量和尺寸都得到了极大的降低。这不仅提高了电动汽车的能效和续航能力,还为其在赛车和航空航天等高端领域的应用提供了可能。

图片来源:Koenigsegg

5.3.2 指标参 (知识星球发布)...
以下为Terrier驱动系统物理特性参数...
值得注意的是...

5.3.3 技术优势 (知识星球发布)...

图片来源:Koenigsegg

06

混合式轴\径向磁通电机揭秘

 (知识星球发布,未完待续)

通过05的解读我们了解,Koenigsegg驱动系统最大的亮点:Quark的混合式轴\径向磁通电机(Raxial Flux Motor)下面我们展开聊聊这一技术方向,看看回答混合式磁通电机是如何结合轴向磁通、径向磁通双重优势的?主要涉及以下几点问题:
  • 1. 为什么并非所有电动汽车电机都是轴向磁通?

  • 2. 轴向磁通、径向磁通,究竟哪个更好?

    • 轴向磁通量与径向磁通量

    • 轴向磁通电机的挑战与优势

    • 轴向磁通电机与径向磁通电机的对比

  • 3. 混合式轴\径向磁通电机的技术特征解密


以上是关于Koenigsegg驱动系统(David, Quark, Terrier)的技术特征和相关参数的解读(节选)完整版解读在知识星球 [SysPro|国际峰会报告解读] 专栏发布,欢迎查阅。知识星球上传了一些关于"混合式轴\径向磁通电机"的技术视频、论文和方案报告,感兴趣的小伙伴可自行查阅,欢迎在星球中讨论!

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2024年10月10日 晚

"混合式轴\径向磁通电机"的技术视频、论文和方案报告

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