与第一代增程方案12极72槽定转子、圆线水冷电机、控制器叠层布置在发电机上方、控制器和发电机分体式的设计方案相比,第二代增程技术采用24极72槽定转子设计,以及扁线油冷电机技术。控制器的布局也进行了优化,从原先的叠层布置在发电机上方,转变为轴向布置在发电机后方,实现了控制器与发电机的深度集成。第二代增程的这些改进使电机铁芯叠长减少38%的同时,额定功率提升了83%,体积缩小了15%,重量减轻了18%。
在第二代增程式电动车产品的研发中,研发团队特别关注了系统的耐振性能,考虑到增程发电机系统布置在车辆的前舱,并与发动机相连,发电机在发动机运行时会受到扫频振动的影响,同时在车辆行驶过程中也会受到随机振动的影响,致使发电机系统工作在高振动、高冲击的环境下。为了应对这一挑战,第二代增程产品采用了创新的布局设计,将控制器轴向布置在发电机后方,通过精确的振动仿真分析,找出设计中的薄弱点,并针对性的进行加固设计,这些改进实现了发电机系统满足7g的振动要求,而控制器单体最高可以满足10.7g的振动要求。
①电压控制功能:第二代增程发电机通过优化软件策略,在电池包出现故障,无法放电的时候,发电机通过电压控制模式,直接给驱动电机供电,实现车辆继续行驶。
②无位置控制功能:当位置传感器失效后,采用高频注入和观测器,可以保证增程器在额定转速和扭矩范围内运行。
电压控制原理
第二代增程发电机系统在提升NVH(噪声、振动和粗糙度)品质方面进行了深入的优化。产品采用了72槽24极的扁线电机方案,增程发电机振动噪声主要是电磁噪声,通过电磁力时间/空间分析、定转子/总成模态分析、发电机NVH结构仿真、发电机声学仿真分析等技术手段,对发电机电磁方案和结构方案进行迭代优化。
第二代增程发电机NVH仿真
另外,在软件上可以通过随机变频策略降低电磁噪声,并通过谐波注入功能,降低特定频段噪声,提升整车NVH品质。
随机变频和谐波注入降噪
最后,考虑到发动机启动时的平稳性,第二代增程产品在软件开发上实现了创新,通过控制停机位置功能,采用位置闭环控制相结合的策略,实现了发动机固定位置停机控制。这种设计能够在停机时将发动机停在合适位置,从而使启动扭矩最小化,优化启动过程中的NVH,并确保启动的一致性,提升整车驾驶体验。