电驱动总成不断发展,其新的制造威廉希尔官方网站 主要围绕轻量化、高速化、低噪声及一体化。
一体化压铸
三电系统通常占新能源汽车质量的30%~40%,因此三电系统是新能源汽车轻量化的主要方向。与传统汽车相比,新能源汽车三电系统将导致整车质量增加,三电系统会额外增加200~300kg的质量。新能源汽车动力总成系统比传统燃油车重1.5~4.0倍。
目前三电系统的电子壳体、电动机壳体、电控壳体、电池构件及电池箱都在使用铝压铸产品,双电动机桶和电控壳体如下两图所示。
强力珩齿
由于电动车中电动机要求更高的转速——15000~30000r/min,更严苛的噪声限制NVH(噪声、振动与声振粗糙度),更高精度的动力齿轮要求——4~5级,更高的波纹度和表面粗糙度,更高的几何公差来降低不稳定性,所以要采用强力珩齿工艺。强力珩齿工艺的特点是机床对于磨齿具有更小的退刀间隙,齿面加工为鱼刺纹,区别于传统磨齿的直线型纹路,此外具有更好的NVH特性,降低噪声,适合高速旋转的电动机轴。
行星齿轮
锥齿轮结构跟传统的差速器差别很大,采用行星齿轮可实现小型化,多个外部齿轮绕着中间齿轮旋转,行星齿轮承载能力大、体积小,多个行星齿轮相互配合作用,每个齿轮传动之间的效率损失只有3%,几乎无反冲。行星齿轮如下图所示。行星齿轮加工工艺流程为:锻造→车削→强力刮削→热处理→磨孔珩孔→平面磨→珩齿→清洗。
切削威廉希尔官方网站
电动机是新能源汽车的核心部件,其制造要求高精度、高效率和高可靠性,特别是切削精度直接影响汽车的质量。很多刀具企业针对驱动电动机壳可提供整体解决方案,例如森泰英格的镗刀(见下图)采用合金钢整体轻量化设计,刀体质量控制在18kg以内,多台阶PCD导条式可调镗铰刀,多切削刃,内冷设计。相较于单刃镗刀,可提高效率6倍以上。另外森泰英格自主研发的可转位强力车齿刀(见下图),采用高刚性精密定位接口威廉希尔官方网站 和复合基多熵纳米涂层威廉希尔官方网站 ,刀片耐磨性更好,寿命更长。
电动机轴花键的加工方法有很多,以往主要采用车削、铣削、滚切和磨削等加工方法。滚轧刀通过数控机床进给的优点是刀具可以在任意位置切入工件,而不像传统的搓齿工艺工件成形圈数受齿条长度限制。下图所示为恒锋工具股份有限公司开发的滚轧刀。
随着电驱动的一体化,电动机轴最受青睐的加工方式还是冷挤压成形工艺,冷挤压的工件尺寸准确、强度高。从生产厂家角度讲,冷挤压工艺节约材料,生产效率高,适用面广。
总结
目前驱动电动机呈多样化发展,美国倾向采用交流感应电流电动机,优点是结构简单、可靠、质量轻,但控制威廉希尔官方网站 较复杂。日本采用永磁直流电动机,优点是效率高、质量小,缺点是成本高,高温退磁抗振性差。德国、英国大力开发开关磁阻电动机,优点是结构简单、可靠且成本低,缺点是质量较大,易产生噪声。
未来电驱动系统的发展趋势有以下几方面:一是将加入更多功率电子,形成多合一集成化,以三电域控制器实现智能化;二是热管理系统的集成化;三是SiC、GaN三代半导体在功率器件中逐渐应用,实现电驱动系统高压化。此外,产品高速、高性能、一体化及轻量化后,对工艺产生新的要求,对加工精度和刀具寿命也会带来巨大的挑战。
审核编辑:汤梓红
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原文标题:【中国汽车智能制造百人会】一文了解新能源汽车电驱动总成制造威廉希尔官方网站
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