新能源汽车双电控产品谁在做?
前言
以DHT PHEV、增程为代表的混动车已然成为汽车电动化的最大推动力,为上游电控配套企业带来新的机遇。在混动系统中,由于双电机混动在馈电油耗方面有明显的优势,在搭配长续航里程的电池电量后,这一优势便更加明显。因此,比亚迪、理想、吉利、长城等皆推出了DHT系统,以插混或增程的能源类型迅速占领了市场。
领克08DHT系统由混动专用发动机、双电机(发电机、驱动电机)和双电控高度集成。其中双电控包括两组模块,同时控制发电机和驱动电机,从而实现整个混动系统各种各样的策略。
随着更多自主车企项目的推出,越来越多电控供应商参与到双电控的市场竞争。阳光电动力、博格华纳等与吉利、长城等DHT混动车建立了长期的合作关系,双电控规模随之不断扩大。
当然双电控不但在混动乘用车上使用,也可以在纯电商用车上也使用,因为纯电商用车功率配置都比较高,一般重在矿车大概在250千瓦以上的需求。矿卡一般都在400千瓦的功率,所以双电控可以基于大功率的需求做这方面的应用。
本文就简单罗列出市场上做的比较好的双电控产品。
1 汇川联合动力
汇川联合动力的PD29双电控以其模块化设计的理念,赢得了市场的广泛赞誉。这款双电控采用了6 in1 HPD形式的封装模块,通过串联冷却水道设计,实现了高低压分腔和交直流分腔的精巧布局。其强大的性能参数包括GM峰值电流350Arms,TM峰值电流范围为350~500 Arms,使其能够轻松应对紧凑型、中大型混合动力(PHEV&HEV)以及增程式乘用车的需求。
汇川PD29的尺寸为400*238*138(mm),重量仅为11.5kg,展现出了出色的集成能力。其技术特点在于采用高度模块化和集成化的设计,串联冷却水道确保了高效的散热性能,而高低压分腔和交直流分腔的设计则有效保障了电气安全。
其优势主要表现为:
▶ 模块化设计:该设计采用了模块化方案,使得整体布局更加清晰简洁。这种设计不仅简化了布置流程,而且减少了安装和维护的复杂性。
▶ 高可靠性:由于模块化设计的优势,系统的各个部分都经过了严格的质量控制和测试,从而保证了整体系统的高可靠性。这种高可靠性对于确保车辆稳定运行至关重要。
2 比亚迪
比亚迪的DMI技术截止目前,已经更新到了第五代。该技术也成为行业的佼佼者。
DM-i超级混动的核心部件包括双电机的EHS超级电混系统,骁云插混专用高效发动机,DM-i超级混动专用功率型刀片电池,12V磷酸铁锂电池,快速充电控制器以及整车控制系统、发动机控制系统、电机控制系统、电池管理系统。
比亚迪DM-i混动系统具体来说有如下技术革新:
▶ 采用扁线电机提升满槽率和功率密度,最高效率达到97.6%,高效区扩大100%;
▶ 单速减速器架构结构简单;
▶ 湿式离合器优化寿命和稳定性,确保加速时传递更高扭矩;
▶ 高度集成化双电机控制器,减少连接线缆带来的电控损耗;
▶ 采用直喷式转子油冷技术解决转子降温难题,并大幅提升扁线绕组散热效率。
3 威迈斯
威迈斯的双电机控制器采用了DSC半桥塑封模块,通过并联冷却水道设计和驱动板共板设计实现其功能。这款控制器重量仅为8.5kg,GM峰值电流为300Arms,TM峰值电流高达500 Arms。其适用于增程式电动汽车和双电机混合动力车辆。
双电控技术核心在于依据功率器件的不同集成形式,灵活拓展多样化的布置方案。在这方面,威迈斯选择了单相半桥塑封作为技术路径。
威迈斯的单相半桥塑封模块则提供了DSC和SSC两种冷却形式。类似应用,以丰田普锐斯4代PCU为例,其采用的双面水冷半桥模块“插卡”式结构,极大提升了散热效率,进而增强了系统功率密度。半桥塑封模块不仅功率密度高,而且便于小型化设计,结构紧凑,散热效果好,杂散电感低,塑封可靠性也极高。此外,它还在成本上展现出一定的优势。
4 阳光电动力
阳光电动力主要用于吉利系,如银河L6和领克08。这两款PHEV车型均在2023年9月份正式上市,上市后订单迅速破万,分别成为吉利和领克的销量主力。
阳光电动力的HEM32双电控在集成度与功率密度上实现了新的突破。这款双电控采用了1 in1 TPAK单管并联方案,结合叠层母排高压拓扑和激光焊接工艺连接,实现了驱动板的共板设计。其GM峰值电流高达370Arms,TM峰值电流更是达到了400 Arms,为A、B级混合动力乘用车提供了强大的动力支持。
阳光电源HEM32通过单管并联方案实现了高功率拓展能力,同时高度集成的设计也带来了更高的功率密度。TPAK与水冷板的直接焊接降低了热阻,提升了散热效率;叠层母排的设计有助于减小系统杂散电感;而共板设计则通过优化连接、降低成本来提高可靠性。该方案与特斯拉相似,采用单管并联,也就是自己做封装,这样做可扩展性和灵活性会更高。
其主要的优势包括:
▶ 功率拓展能力强:HEM32在功率拓展方面表现出色,能够满足不同车型和应用场景的需求。
▶ 高集成:通过采用先进的设计和工艺,HEM32实现了高度集成化,使得整体结构更为紧凑,功能更为强大。
▶ 散热效率高:HEM32在散热设计上进行了优化,通过有效的散热措施,保证了系统的稳定运行和长寿命。
▶ 系统杂散电感小:其独特的设计使得系统杂散电感得到有效控制,进一步提升了系统的性能和稳定性。
▶ 成本控制得当:在保证了高性能和高集成度的同时,HEM32在成本控制方面也做得相当出色,为市场提供了具有竞争力的产品。
5 博格华纳
博格华纳的双电控产品主要配套于长城柠檬混动多款主力车型,如蓝山、哈弗大狗、哈弗H6等。
博格华纳提供的双电机控制器产品将两个电机控制模块、一个 DC/DC 转换模板和一个升压模块高度集成在一个控制单元内。
通过将不同功率电子技术进行深度融合,博格华纳的双电机控制器可以基于整车的工况需求,实时控制两个电机的模式切换,同时为 12 V电气系统供电,并支持各种运行工况所需的升压功能,从而减轻自重并提高性价比,使封装更灵活且易于安装。作为混合动力系统的关键元件,博格华纳的双电机控制器可提供系统直驱、能量回收并配合系统工作在最优的效率区间。
6 英搏尔
针对混动系统开发的双电机控制器,目前批量应用在混动P1和P3结构中。
双电控实现板级集成,设计简洁、可靠。内部采用分立IGBT多管并联、立体桥管水道等技术,产品体积小、功率密度高。
根据整车的布置和集成要求,可以提供独立电控方案和电驱集成方案。针对整车高压化的要求,可提供集成 BUCK-BOOST模块进行升降压的方案。
7 华域
华域设计的一款双电控平台,主要是针对油电混合HEV车型推出双电控控制器平台,兼容多种混动拓扑,控制器参数在这块,功率模块主要有普通IGBT和比较热门的SiC,电压范围普通Si-IGBT覆盖到400多伏,SiC覆盖到800多伏。
额定功率100kW,峰值功率覆盖到210kW,主要是可根据需求进行拓展,可以集成一些其他的模块,如DC/DC,DC/AC,双向OBC,PDU,EPS/EHPS控制P档控制,泵电机控制等功能模块,安全级别可以达到ASIL C。
产品的关键特点是基于平台化设计,肯定要做充分的验证,功能肯定要覆盖好多。 国内的,比如说主流车型,功能肯定要足够强大,成本一定要占据优势,基于平台化开发可以缩短开发周期,可选用不同的模块规格,实现不同功率等级的选型,可以应用普通Si-IGBT,也可以用SiC,包括大部分零件的通用性都有考虑。 可定制的功能有温度估算、软解码、OTA、驻坡助手,ASC、防腾飞保护、CANFD、主动防抖、ASIL B/C。
华域高压双电控不光在混动车上推,也有一些纯电车采用分布式架构,很多华域的客户提出了一些电子差速的要求,可能就是为了取代传统机械式的差速器,所以要实现电子参数的算法控制,目前华域采用了双环控制,首先外环是根据驾驶员的转向意图采集信号,然后在实际的角速度做一个判断,然后再根据纵向车速和一些控制,做的三维查表。三维查表输出内环,由内环做一些控制,然后由内环做一些内轮期望轮数,还有外侧车轮的期望轮数,这样再做一个控制,到最终输出内外轮差异的扭矩控制,可以实现取代机械的差速器。
8 金脉电子
金脉电子推出的混合动力专用的平台化双电控电机控制器,兼容多种混动拓扑HEV、PHEV车型,将两个电机控制功能集成到一个控制单元内,双电控可实时控制车辆能量策略分配和动力输出,兼容不同功率等级的Si基及SiC(碳化硅)模块,电流能力覆盖600A到900A,兼容400V/800V系统。母线电容及高压滤波器与驱动模组分面布置,最大化程度的优化和减小体积,提升散热效率。低压接口采用单独屏蔽仓体设计,降低及阻隔内部噪声,提升EMC性能和抗干扰能力。
▶ 全工具链开发,多核架构设计;
▶ 多种控制模式(转速、转矩及电压);
▶ 产品兼容Si/SiC,支持400V/800V平台;
▶ 额定功率100kW,峰值功率可达260kW,可根据需求拓展;
▶ 产品可扩展集成P档控制器、油泵控制器等模块;
▶ 支持结温估算、软解码、谐波抑制、OTA、回滚、ASC等功能;
▶ 车规级设计,功能安全ASIL C,EMC Class 3。
这款双电控电机控制器是基于第四代平台开发的应用于混动车型的平台化产品,可拓展性极强,支持兼容市场主流的软硬件系统/模块,可最大程度的在系统直驱、动能回收上精准控制,实现最优工作效率。
9 臻驱科技
2022年5月26日,搭载臻驱科技自研车规级功率半导体模块的全新一代双电控正式量产上车!
臻驱科技的双电机控制器产品,也已搭载于多家主机厂数款混动车型。其中,五菱全球首款混动车型五菱星辰就是搭载的臻驱混动专用双电控及自研车规级功率模块。
新一代混合动力专用双电机控制器追求极致的平台化设计,具有领先国际标准的电磁兼容设计、独特的散热与结构设计、对标国际一线产品的功能安全设计,实现产品的高性价比、高功率密度、高可靠性。通过技术革新创造成本优势,具备优异性能的同时兼顾更好的量产可制造性。
▶ 车规级设计,实现智能控制,支持ASIL D功能安全设计;
▶ 自研功率半导体模块:电流能力提升13%,更高可靠性;
▶ 自研EMC仿真工具:CISPR-25 Class 3+等级;
▶ 可实现带回滚的OTA远程刷写功能;
▶ 先进的冷却结构设计:功率密度44kVA/L;
▶ 全工作范围内误差<3%的直流电流估算、IGBT在线结温估算、最高工作范围达20000rpm、精度0.02度/2rpm、在150000rpm/s速度变化率下角度误差小于1度的软旋变功能;
▶ 高度自动化与智能化的先进产线:组装自动化率>85%、测试自动化率100%。
10 智新控制
智新控制在2018年就开始研制双电控。得益于前期的布局,他们抓住了双电控爆发的节点。
智新控制双电控拥有双电控拥有乘用车/MPV/皮卡多款车型、多家客户开发配套经验。据NE 时代统计的数据,智新控制已经连续数月进入新能源乘用车混动双电控装机量TOP 10。
总结
除了以上企业外,日立安斯泰莫汽车系统(中国)有限公司、华为、蜂巢易创、无锡星驱动力、丰田等企业在双电控系统领域颇有建树。
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