当高功率密度电机与高效电子驱动变速桥
结合成eDM(eGearDrive Module)
减速器集成驱动电机模块,
博格华纳将自己在汽车传动系统的优势
再结合上了电机的优势,便成为了
世界电驱动系统首屈一指的制造商
当Tesla Roadster Sport从眼前飞逝而过时,你也许不会想到这款从静止加速到96km/h只需要3.7s时间的电动超跑,其拥有高效率的传动系统功不可没。Tesla Roadster Sport的核心动力部件就是博格华纳出品的31-01型eGearDrive®电子驱动变速桥,这款36kg重的单挡电机系统减速比是8.28,传动效率达到了98%,最大输入转速14000rpm,最大额定输入扭矩达到了300Nm。它采用了齿轮油泵式润滑,电子控制系统与电子驱动桥集成为一体,响应时间只有350ms。同时电子控制单元又与操纵机构集成一体,兼容CAN总线网络布局。除了加速快以外,这套系统也可以使Tesla Roadster Sport的最高车速达到200km/h。这款续航达到390km的Tesla Roadster Sport正是因为拥有强悍的31-01型eGearDrive®电子驱动变速桥系统使它以出色的性能名扬四海。31-01型eGearDrive®也以高效斜齿轮传动、较小齿侧间隙、结构紧凑重量轻、高度集成化、平稳安静的运转让它成为了电动车领域的强势产品。这款产品之后被Tesla收购了。eGearDrive®将博格华纳专利技术和100多年的动力系统经验融于一体,由于其优异表现,eGearDrive®获得2010年度美国汽车新闻PACE决赛大奖。
博格华纳的集成电驱动系统
有了出色的电子驱动变速桥eGearDrive®,还需要有出色的电机系统的配合才能成为一整套电驱动系统,于是博格华纳在2015年成功收购了雷米电机,自此,博格华纳展开了全新的一页,将自己在汽车传动系统的优势又结合上了电机的优势,成为了世界电驱动系统首屈一指的制造商。由此,博格华纳研发出了集成电机和电子驱动变速桥eGearDrive®总成为一体的eDM(eGearDrive Module)减速器集成驱动电机模块。
现博格华纳S型绕组定子结构应用在集成式皮带交流发电机起动器(iBAS)/48V微混电机上
博格华纳集合了自己的优势研发的集成电机和电子驱动变速桥eGearDrive®总成为一体的eDM模块全部使用铝压铸壳体,简化了部件的同时实现了轻量化设计,符合新能源汽车的轻量化、绿色节能设计趋势。对于OEM而言,eDM利用可扩展和紧凑型的设计实现了更高的传动效率。对于驾驶员来说,eDM具备更高的稳定性、牵引力和低噪音性能,让电动汽车同样可以给您带来出色的驾驶乐趣。该模块传递扭矩为315Nm,最高输入转速可达12000rpm,并且拥有大于92%的系统传动效率。该模块传承了博格华纳高精度的齿轮工艺,并做了轻量化设计,与竞品驱动模块相比,减重11.5kg,长度缩小104mm。由于该模块电机应用了先进的扁铜线定子绕组技术(高功率密度电机),因此其功率密度比竞品电机要高。电机的峰值功率区间极其宽广,为整车的极速性提供了更好的支持。
博格华纳生产的P2控制阀体单元
引以为傲的先进技术
博格华纳在拥有了电机系统的设计、研发、生产能力后是如虎添翼,在新能源汽车领域大步伐前进。在2018年4月11日,博格华纳凭借用于电动机和交流发电机的开创性S型绕组导线成型技术荣膺《汽车新闻》杂志颁发的2018年PACE大奖(汽车供应商杰出贡献奖)。PACE大奖是一项由美国《汽车新闻》杂志举办的年度评选,旨在表彰汽车零部件供应商在产品创新、技术进步和业务发展方面的杰出表现,被视为全球汽车行业创新领域的标志性奖项。这一制造工艺上的重大突破可帮助汽车生产商大规模生产高达350V的高压电机。目前,该技术已用于现代汽车的12V交流发电机的量产,博格华纳计划于2019年末首次将该技术用于某全球知名汽车制造商的同轴P2混合动力汽车的300Vdc型绕组电机中。S型绕组技术具有紧凑、高功率密度的特性,尤其适用于有望成为混合动力架构主流的P2混合动力汽车。
博格华纳生产的P2同轴式电驱动模块可实现混动及纯电动驾驶
博格华纳于2010年首次推出S型绕组高效定子专利技术,目前已广泛用于交流发电机应用。 此次获奖的新型低冲击S型绕组导线成型工艺具有高功率密度和节省空间的优势,凭借极低的电线绝缘应力,适用于各类高压混合动力和电动汽车。这一创新制造工艺使博格华纳能够大规模生产更小、更强大的高压电机,并有助于推动混合动力和电动汽车市场的发展,实现更环保的交通出行。
博格华纳为日本FUSO汽车最新发布的全球首款量产全电动轻型卡车eCanter提供的HVH250电机和eGearDrive®减速器
S型绕组定子的特点是将铜线连续绕成S形后插入定子组件中。传统的S型绕组定子的导线采用气动砧冲压工艺形成。然而,由于冲压过程中可能会对导线的绝缘带来压力,并且最终形状的不一致性可能对导线装配到定子中造成额外的应力。传统工艺在12V应用中仍可适用,但对于高压应用而言,需要对绝缘系统产生尽可能低的应力,从而最大限度地提高电机的耐用性和可靠性。为了生产用于高压电机的S型绕组定子,博格华纳的工程师开发出一种专有的低冲击成形工艺,打造出近乎完美的锯齿形S型绕组,从而最大限度地减小电线绝缘层上的应力并消除组装过程中的额外应力。专有的制造工艺显著缩短了生产周期,减少废料,并且节省了设备的占地面积。凭借这些优势,博格华纳能够为汽车制造商提供高性价比的量产解决方案。
这款博格华纳P2驱动模块上的电机定子采用博格华纳屡获殊荣的S型绕组导线成型工艺,带来了更高的功率密度
博格华纳的紧凑型、高功率密度解决方案尤其适用于安装空间有限的P2混合动力汽车。S型绕组定子比集成绕组定子短30%左右,而扭矩密度提高了50%以上,无疑为P2混动汽车应用树立了新的行业标杆。这一轻型高效制造工艺降低了生产复杂性和成本,而矩形导线排列也改善了槽填充密度和传热性能。分布式绕组带来了更出色的冷却效果,同时减少了扭矩脉动——即随着电机轴旋转而导致的扭矩输出周期性增加和减少——从而实现更平稳的运行和更低的噪声与振动(NVH),这也正是纯电动驱动系统的关键特性。
在2018年北京国际车展的博格华纳展台上,新能源产品占了很大比例
由于新型导线成形工艺可适应各种尺寸的导线,因此S型绕组定子结构适用于从12V到350V甚至400V的各类电机应用。根据具体的应用要求,该技术能用于博格华纳的众多产品中,包括交流发电机、集成式皮带交流发电机起动器(iBAS)、电动全轮驱动(eAWD)技术、P2模块、电动驱动电机和电动推进系统等。
博格华纳生产的更高效的新能源车热能管理系统
在商用车领域打造绿色出行
除了在乘用车领域外,博格华纳在商用车领域也开发出了出色的产品。早在2011年,博格华纳为福特汽车的首款量产纯电动车TransitConnect配套了31-03型eGearDrive®。福特汽车的这款纯电动汽车是基于“北美2010年度卡车”的全球版TransitConnect开发的,旨在配备城市物流车队,最高时速121km/h,充满电后可行驶129km。这款产品同时还应用在CODA纯电动汽车上,它可以实现峰值300Nm的扭矩传递,14000rpm的高输入转速。由于采用了无油泵的飞溅式润滑方式,结构简单,总成质量仅为32.5kg。31-03型eGearDrive®可以完全胜任前驱的A级和B级电动汽车传动系统,同时配备宽泛的减速比可供选择,减速齿轮的重合度大于4,具有较高的承载量和运行效率。为了方便实现和电机的机械接口布置,31-03型eGearDrive®使用了独特的法兰式连接器连接到电机壳体上,并可以通过调整安装布置角度以满足不同车型的需求。
电子涡轮为48V微混系统的发动机带来了更强动力输出
除了应用于电动轿车的单速比31-XX系列产品之外,博格华纳还研发了可纵置布置的应用于商用车的32-XX系列产品以及具有3个挡位应用于电动客车的34-XX系列产品。
就在今年年初,作为内燃机、混合动力和电动汽车清洁高效驱动系统解决方案的全球技术领导者,博格华纳日前为日本FUSO汽车最新发布的全球首款量产全电动轻型卡车 eCanter提供HVH250电机和eGearDrive®减速器。博格华纳动力驱动系统事业部总裁兼总经理Stefan Demmerle博士表示:“在这个里程碑式的项目中,博格华纳的工程师已与FUSO进行了多年的密切合作。 我们很高兴能为FUSO提供高效环保的驱动技术,为其生产大功率、环保的商用车辆铺平了道路。”
博格华纳生产的减速器集成电机的电驱动模块eDM(eGearDrive Module)
与传统的圆形导线绕组不同,博格华纳的HVH250电机采用精密成形的矩形导线和多层高压发夹式定子绕组技术(HVH),可产生高达425Nm的扭矩和700V电压下300kW的输出功率。HVH250电动机采用紧凑型设计,易于集成,与同类电机相比,峰值功率高达95%以上,并具有更出色的连续功率。博格华纳的HVH系列电机都具有一定灵活性,可根据轻至重型车辆的不同需要提供不同的扭矩和输出功率。
eGearDrive变速器凭借紧凑、轻量化的设计和高效齿轮传动系统,可实现高扭矩容量,而耗电量也更低。除了能够处理高达14000rpm的输入速度外,这款先进减速器还具有多种传动比可供选择,为各种型号的电机提供最佳加速度。减速器同时配备可选的电子校准式停车锁定系统。eGearDrive减速器使用的所有原材料中,约99%属于可再生材料,进一步提升了产品自身的环保性能。
据FUSO公司介绍,目前已有200多辆第三代eCanter卡车进入城市道路测试阶段。博格华纳的可扩展HVH250电机能实现业内领先的扭矩和功率密度,而其eGearDrive变速箱则采用紧凑、轻量化设计,配备高效齿轮传动系统,耗电更低,有助于延长电池续航里程。
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