舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

五年后,舍弗勒在中国举办了第12届全球技术研讨会和第5届中国技术研讨会。

2018年至2023年,是中国新能源汽车产业激进发展的五年,“智”与“电”通过技术内卷,完整的纯电动汽车全面进入20万元,向“普及”更进一步。

在过去的五年里,舍弗勒已经确定了电动驱动和智能底盘的创新方向,绝对授权中国团队在全球新能源战场上接受和面临挑战,从而完成从内燃机车零部件制造商向智能电动汽车零部件制造商的转型。

乔治,舍弗勒的创始人·乔治,舍弗勒的儿子·F.W.·舍弗勒在今年的技术研讨会上说,“我希望通过技术研讨会,我们能理解舍弗勒一直是一家由创新驱动的技术公司。”

16个岛平台、100多个部件、13辆试驾车辆和静态显示车辆……全球零部件制造商如何将原有的机械专业知识和系统理解延伸到智能电动汽车时代,不再谈论这家拥有77年轴承、发动机和变速箱精密零部件历史的全球零部件制造商,怎样创造“智”与“电”新技术,未来将去哪里?

舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

概念逐步成为现实

经过7年的技术预研和5年的批量生产,舍弗勒的电动驱动业务不断将所展示的概念逐步转化为现实,验证了舍弗勒电动驱动技术路线的可行性。

舍弗勒认为,插混和增程车型是未来几年新能源汽车市场增长的主力军。经过对市场的观察和调整预测数据,他坚信到2025年,插混和增程将占中国乘用车市场的30%,27%的全球市场将分别增加到2030年的45%和40%,到2035年,仍有30%和30%的市场。

对PHEV而言, DHT是DHT的最佳选择 。为便于布置,主机厂对双电机混动DHT的要求集中在紧凑、高效、安静等方面。

为了实现最终的紧凑性,舍弗勒提出了两种解决方案,一种是集中绕组的模块化通用P1电机,另一种是下一代多模式混合动力DHT,第一种解决方案已经大规模生产。

P1混合动力模块于2022年1月大规模生产,已交付约20万套,支持银河L7等热门PHEV车型。该模块包括电机、两个离合器和位置传感器。 根据NE时代统计的混合动力发电机装机量,舍弗勒近几个月的装机量已经超过1万套,排名前十。

舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

这款P1电机的独特之处在于舍弗勒独特的集中绕组技术,由多个单齿连接成一个完成的圆形定子。P1电机的综合效率高于平线电机,轴向长度小于平线电机。由于集中绕组电机采用舍弗勒独特的工艺,舍弗勒P1电机的槽满率高于普通圆线电机,达到62%,相当于普通hairpin电机的槽满率。由于端绕组短,整体铜量少,铜线表面积大,皮肤趋势效果小,P1电机铜损失比扁线电机低30%以上。如我们所见,这款P1电机最高效率为96.5%,常用区间平均效率大于96%,96%以上效率面积大于30%,与发动机高效区间完美匹配。

P1电机的尺寸非常紧凑, 与其他绕组技术相比,轴向长度较短 。与80kW额定功率和270mm定子外径的电机相比,集中绕组的端部尺寸和有效叠长比热X-pin减少了46%,X-pin的优点之一是端部尺寸比hairpin和wpin短。换句话说,在四种绕组方案中,集中绕组的轴向长度最短。

舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

增程模块的舍弗勒

舍弗勒将模块化混合动力方案扩展到 增程模块实现最短轴向长度 。如果舍弗勒是一个轴向长度仅为180mm的80kW连续功率增程模块。舍弗勒说,这是业内最重要的“薄”增程模块。

集中绕组P1电机也用于DHT 构型中 DHT混合动力系统更窄更薄,而不是市场上常用的扁线P1电机。

事实上,为了实现更紧凑的设计,舍弗勒还开发了一套嵌套式DHT双电机,通过冲压风格创新和电磁设计,将定子结合起来,使长度缩短49mm,重量降低10kg,成本降低,适用于所有双电机DHT。

集中绕组设计和二合一定子都需要企业在冲压、模塑传输、线圈绕组等工艺流程上下功夫。在舍弗勒,由于多年机械能力的积累,这些过程由舍弗勒独立完成,

轴承的继承,电机的创新

仅在今年,舍弗勒就启动了来自中国的七个电机客户项目。

马迪斯是舍弗勒汽车科技部的首席执行官·青克认为,这表明舍弗勒的产品得到了客户的广泛认可。

为了满足全球不同市场客户的需求,舍弗勒的电机开发极其多样化,包括异步电机和永磁同步电机、跑车轴向磁通电机、无永磁体电励磁同步电机等。,并展示了集成热管理模块的四合一电驱动桥、800V双电机电桥系统等多种电动驱动系统。

舍弗勒的四合一电驱动桥。这种四合一也是世界上唯一的四合一。热管理模块在集成电机、减速器和电机控制器的基础上进一步集成。功率为160kW。整个系统更加紧凑高效,最高续航里程增加40公里。集成热管理模块包括多通阀和二氧化碳热泵空调的电动压缩机。另一个亮点是槽内油冷却,通过集成智能液压系统代替油泵实现油控,使冷却油通过扁平线上的槽冷却,增强散热能力,峰值功率可持续30秒。

舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

 舍弗勒四合一电桥

800V双电机桥系统由双电机、双电气控制和分布在两侧的级联行星减速器组成,可提供8000nm以上的轮端扭矩和580kW峰值功率(持续20秒)。整个桥系统的重量仅为120kg,使系统的功率密度高达4.8 kW/kg,相当于V8 Biturbo 8缸双涡轮增压发动机功率密度为3.4倍。

在把概念变成现实的道路上 ,为了提高1%的电机效率,舍弗勒进行了大量的设计和技术创新,如自动发送卡绕组等量产工艺技术、叠片热处理、模塑传递堆叠等工艺技术、槽内油冷、波绕组、利兹线等设计。

舍弗勒工作人员在参观车间时介绍,hairpin到wpin的工艺设备均为舍弗勒内部开发。由此可见,平线电机绕组的发展需要设备更新的支撑。Hairpin扁线电机由发夹式扁线插入槽内,一端焊接。工艺流程包括发卡线成型、槽绝缘、插线、扩口、转头、焊接等。顾名思义,波绕组扁线电机由扁铜线绕组而成,不需要大量焊接。工艺流程包括绕组、跳线、成型、绕组、槽绝缘和嵌线。波绕组的难点主要体现在连续波绕线成型和自动插入上。 舍弗勒波绕组2.0从外径嵌线,与利兹线配合灵活调节高效区域。

舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

舍弗勒电机产品采用了新的设计和工艺,并在不久的将来在路上行驶。

到这里, 必须提到舍弗勒的轴承、离合器和热管理 

舍弗勒从轴承开始,在新能源时代并没有放弃这项业务,甚至发挥了更大的价值。舍弗勒为电动驱动中的轴承电腐蚀提供了一导一堵的轴承方案。舍弗勒在绝缘轴承端推出了陶瓷球轴承,广泛应用于塑料绝缘轴承。在导电端,舍弗勒为400V以下的导电油轴承、2万转以下800V电机的导电油密封轴承和带导电元件的导电轴承提供了三种解决方案。2019年,舍弗勒批量生产了1.5万转以上电机的高速球轴承,已交付约2000万套。面对高速电机,舍弗勒可以提供高达27000rpm的高速电机轴承,并成功开发了未来高达300rpm的电机轴承。

舍弗勒有58年的离合器开发过程,是双离合器变速箱的供应“大户”。舍弗勒结合多年的单向离合器和电磁阀经验,现在也为混合动力汽车和纯电动汽车提供了新的离合器产品,如半轴脱离机构。舍弗勒目前已经推出了三代半轴脱离机构,其中第二代响应时间非常快,不到80ms,组合成功率非常高,成本优势相对较高。目前,我们可以看到,为了提高驱动效率,四轮驱动车型将在日常驾驶中提供分离方案,降低功耗,并在加速过程中快速结合,以获得足够的动力性能。极氪、红旗等都推出了带脱离装置的驱动系统。第二代舍弗勒可切换单向离合器直接在轮端切换或组合,能耗较低。

自2011年以来,舍弗勒推出了适用于内燃机动力总成的热管理模块,目前市场份额至少超过50%。在此基础上,热管理团队将热管理技术应用于电动驱动系统,进一步提高电机性能和车辆热管理水平。除热管理模块外,舍弗勒还可以根据客户需要提供阀体。

无论节能减排放在哪个领域,都是一个永恒的话题。从轴承、离合器到热管理和电动驱动系统,舍弗勒的继承和创新始终围绕节能减排展开。

预计未来底盘领域的TOP将实现 3

在技术研讨会上,另一个重点是“智”——舍弗勒在试驾车辆和静态显示车辆上展示了底盘线控制产品,涵盖了从底盘的机械部件到集成系统。

后轮转向,舍弗勒进入转向系统的起点。 2018年,舍弗勒收购了德国公司Paravan的线控驱动技术Spacee Drive,经过几年的验证,该产品于2022年11月在德国量产,一年后国内生产线就位。舍弗勒透露,后轮转向系统已应用于路特斯eletre,并于2024-2025年启动了三个新的大规模生产项目,舍弗勒将提供智能执行器和机械子系统。

后轮 转向系统的作用是直接降低长轴距车辆的转向直径,提高整个车辆的操控性,不怕狭窄的空间驾驶和停车场景。在合作模式下,舍弗勒可以提供完整的执行器,包括机械部件、传感器、动力单元和底部软件,或根据客户需要提供机械子系统、系统组装集成等,车库负责软件功能或应用层软件、性能校准等。

舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

包括线控方向盘和轮端转向器在内的前轮转向系统正在开发中,将于2025年左右投入批量生产。 这种集成的在线控制转向方案有助于创建一个新的内部设计,方向盘可以收集和释放,调整力反馈的大小可以根据模式选择,从而实现个性化的路感反馈。

短期内,舍弗勒将提供线路控制方向盘系统(如主轴轴承、机械锁、管柱调节机构)、经过几年的系统经验积累,轮端转向器系统(如滚珠丝杠和动力单元)将提供完整的线控转向系统。

舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

在悬架系统方面,舍弗勒采用专利电磁阀设计,自主开发磁流变液技术 可变阻尼减振系统 ,有效减少车身振动。目前,该系统已应用于比亚迪汉DM-p等车辆。

从机械部件到转向系统和悬架系统的能力,最终目标是简化底盘设计,提高灵活性,实现L2到L3/L4的商业化飞跃。舍弗勒在研讨会上展示了一个滑板底盘。底盘平台可以共享不同的轴承、车身尺寸和结构要求,大大缩短了开发周期和总成本。

舍弗勒的智能线路控制集成涵盖了底盘域控制器、电桥、转向系统和智能角模块。该策略将帮助车辆从一轮驱动升级为两轮驱动和两轮驱动,最终分布式驱动和四轮驱动和分布式转向,四轮最大转角可达90°。

舍弗勒大中华区汽车科技事业部总裁陈相滨博士对未来的业绩目标直言不讳, 希望以后能做到底盘领域的TOP 3 

本土为本土,更全球化

舍弗勒所有领导人都用实际案例来解释大家关注的中国业务和团队地位。“充分授权”多么充分。

首先,在技术研发方面,本次研讨会上有许多产品 来自中国本土团队的智能电液动力转向系统,如电动驱动业务中的二合一电桥、底盘业务中用于实现商用车自动驾驶的(e2)HPS)可变阻尼减振器用于底盘悬架系统(VDS) 

舍弗勒说,中国团队是集团除总部外的第二大研发团队。今年,舍弗勒在中国第二研发中心在长沙正式开业,位于上海安亭的新研发大楼正式开业,进一步加强了当地的研发。

陈相滨称,“我们在中国做的所有工作,比如我们的创新,每次我和我们的首席执行官青克先生交谈,我从来没有听说过不,总是是对的,基本上是100%授权中国团队。”

其次,投产方面, 轮毂电机及扁线电机、智能电液助力转向系统、后轮转向系统、热管理系统等已开始量产或即将投产。

舍弗勒四合一电桥800V双电机桥系统

舍弗勒表示,到2026年,该集团将在全球范围内投资5亿多欧元扩大电机产能和建设新生产线。在技术研讨会上,舍弗勒太仓制造基地新能源二期工厂开业,并与太仓高新区签订了新能源三期项目投资协议。其中 二期工厂 主要从事电机定子、转子等新能源汽车核心部件的生产制造。 三期项目 占地约7万平方米,协议投资2亿欧元(约15亿元),重点关注轮毂电机、桥式减速箱、混合动力变速箱等新能源汽车产品的生产制造,以及物流仓储等配套设施。

陈相滨说,舍弗勒的“本土”它不再局限于为当地服务,而是为印度和韩国的业务提供支持。例如,支持海外市场的电桥产品不仅由中国开发,而且在中国生产。“大陆不仅集中在大陆上,更集中在世界上。”

在舍弗勒大中华区首席技术官刘泳博士看来,技术不分地区。只有在全球合作的过程中,中国团队才会变得更强大,产品质量才会更高。全球人才是舍弗勒“pioneer motion”背后真正的力量。

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