威睿电动: 800V高压架构平台下的电驱动技术创新

在双碳目标下，社会能源将从碳基能源逐步向风、光、水等清洁能源持续转型。2023年12月14日，在第四届汽车电驱动及关键技术大会上，威睿电驱产品总监，电驱动系统平台总工付彦茹表示，当前能源发展呈现出清洁化、电气化、智能化三大特点。

聚焦汽车的电气化发展历程，付彦茹表示，汽车的发展之初就呈现出电气化的特征，虽然在中间的100年间燃油车发展势头良好，但电气化也一直贯穿其中。为提升客户的用车体验，行业不断进行汽车电气化电压平台的更优选择。

聚焦威睿800V高压架构下的集成电驱动系统，付彦茹介绍，在高价值、高安全、高静谧、高性能的目标指引下，威睿完成了单电控双电机集成驱动系统，用于整车分布式驱动系统，可实现扭矩矢量控制，提升扭矩动态同步响应特性。

付彦茹|威睿电驱产品总监，电驱动系统平台总工

以下为演讲内容整理：

汽车电气化发展历程

随着双碳目标的提出，社会能源结构将会随之发生转变，从以前的碳基能源转向风、光、水、核等清洁能源。我们认为未来能源架构发展有三个关键词。一是清洁化，要使用清洁能源、低碳能源。二是电气化，包括能源生产电气化、能源消费电气化、交通电气化。三是智能化，智能化与电动化是相互促进、相互迭代的关系，电气化为我们提供了智能化的可能，如原本毫秒级的控制可以达到微秒级，而智能化通过大数据分析和精准化管理，能够让能源转化效率提升，因此智能化会带来智能电网、智能交通和智能汽车。

图源：演讲嘉宾素材

回顾汽车电气化的发展历程，汽车发展之初，电动化汽车曾一度是市场的主流产品，燃油汽车占比较低。随着1911年汽车启动电机的发明，以及汽油能源的获取性和携带便捷性提升，燃油车的市场份额逐渐提升。尽管燃油车占据了市场主导地位，但电气化进程并未停滞。从电气的发电机、整车车灯、48V氢混、纯电平台等都可以看出，电气化一直贯穿在汽车发展历程中。

我们总结了汽车电气化的五个发展阶段。第一阶段是1900年—1970年汽车辅助功能阶段，电气完成了汽车的辅助工作和一些功能附加。第二阶段是1970年—2000年能源安全阶段，这一阶段发生了三次石油危机，虽然汽车行业以汽油为主，但对于电气化的探索并未停止。第三阶段是2000年—2020年节能环保阶段，随着环保意识的提升，业界提出要做更清洁的汽车，用电气化代替石油能源。这一阶段的前10年，许多混动系统和混动技术得以发展，纯电动在车上有所应用。后10年，纯电动汽车逐渐面世。第四阶段是2020年—2040年智能驾驶阶段。第五阶段是2020年之后的能源可持续阶段，与智能驾驶阶段同步开始。

我们认为，选择高压电气化平台需要满足用户对于续航里程等的需求，还要综合整体系统的适应性，包括对前端电网的适应性、电网和电压平台的适配性等。基于此，我们有800V平台解决方案，包括电池系统、电驱系统、充电系统、动力底盘一体化系统等。

图源：演讲嘉宾素材

我们于2019年推出了首款分体式控制器，2021年实现了400V平台的搭载，该平台有两款动力配置，包括电点机和双电驱的四驱系统。2023年第二代800V动力系统实现量产，在800V动力系统平台上完成了分布式驱动系统的开发，扩展了动力的配置自由度，可实现单电机、双电机、三电机及四电机配置。

威睿800V高压架构下的集成电驱动系统

在800V高压架构下的集成电驱动系统中，我们利用单控制器实现了双电机的控制，集成了同步减速器系统，根据高价值、高静谧、高安全、高性能的设计目标，进行双电机系统开发，用于整车分布式驱动系统，实现整车扭矩矢量控制。

图源：演讲嘉宾素材

下图是前驱和后驱系统的技术参数。前驱单边电驱峰值功率为150KW，单边电驱峰值扭矩达2000Nm，电机峰值转速20000+。后驱系统中，单边峰值功率为300KW，单边峰值扭矩4040NM，电机峰值转速20000+。

图源：演讲嘉宾素材

四驱分布系统能够实现深度集成，在前驱系统中将双电机平行布置，采用双电机一体化壳体展开电驱设计。此外，该系统采用了齿轮内嵌式单轴承支撑方案与一体式电机轴设计，还优化了速比分配，实现同速比不同齿轮阶次的齿数参数设计，规避双电机存在的拍频问题。

800V集成电驱动系统的电控产品技术采用共母线电容、共壳体、共滤波器设计，实现体积减小20%，提升功率密度至47.3kW/L；采用多核主控芯片，实现电驱系统功能安全和信息安全融合；通过双采样双更新、磁链估算、温度补偿等先进控制算法实现高响应、高精度控制；通过低杂散电感优化设计以及多层EMC防护技术，改善控制器性能。

在双电控集成技术中，载波移相调制减小了母线电压纹波，从而降低电容容值；还有双电机动态扭矩校准策略，能够减小左右电机扭矩偏差，实现高同步；快速故障诊断及响应实现高安全。

双电机控制系统中，我们开发了自己的控制模块ZTCS。在该模块中实现了前轴和后轴防滑控制，能够确保整车的转向力和稳定性。左右轮防滑控制能够确保整车的动力性，智能防滑控制让识别精度和控制频率大幅提高。

电机中，定转子实现了直接油冷优化技术，电机有效比功率达7.85kW/kg；还采用了扁线绕组迭代技术，效率区域达90%，最高效率达97.8%；使用高磁阻转矩技术，转子磁钢双V结构，磁阻转矩占比65%，比扭矩密度达12Nm/kg；还采用了碳纤维转子包覆技术，提升电机转速。

在该系统中，减速器产品采用电机减速器一体化润滑冷却的双联齿行星排减速器技术，扭矩密度达280Nm/km，系统最高效率达98.69%，尺寸为111mm×305mm×303mm，保证在背靠背的布置下，轴向尺寸仍然能够布置在整车系统上。

威睿电动介绍

威睿公司创建于2013年，总部位于浙江宁波，是一家专业从事新能源汽车动力电池、电驱动系统、充电系统、储能系统的研发、制造、销售与售后服务的新能源科技公司。品牌理念是通过高技术、高品质、高安全的开发，达成高客户满意度。

目前，我们在技术研发、设计应用、工艺制造、试验试制等方面布局自主知识产权专利1150余项，其中发明专利620项，涵盖电芯、模组、PACK、BMS、电机电控、储能产品等核心技术，并已经分阶段进行国际专利布局。2022年研发投入达4.87亿，业务营收为131.5亿。

威睿公司立足于新能源汽车三电，不断寻求技术突破与创新，历经十年发展，积累了雄厚技术实力，逐步将业务拓展至充电、储能等领域，构建综合能源业务发展体系，已形成全面发展的新能源生态链，持续为全球用户提供安全、高效、智慧的能源解决方案。

（以上内容来自威睿电驱产品总监，电驱动系统平台总工付彦茹于2023年12月14日-15日在2023第四届汽车电驱动及关键技术大会发表的《800V高压架构平台下的电驱动技术创新》主题演讲。）