新能源汽车电驱动系统关键技术与应用 收藏 0

新能源汽车是“中国制造2025”十大重点领域之一，属于山东新旧动能转换十强产业-高端装备产业重点发展领域。电驱动系统是实现新能源汽车动力性能要求的核心关键系统，但存在转矩/功率密度过低、高转矩密度与冷却约束冲突及整车应用存在耦合约束等阻碍其发展的技术瓶颈。电驱动系统属于机电一体化复杂系统，涉及到电磁、热、流等多个物理场的作用，且多个物理场之间存在复杂的交叉耦合关系，因此，如何解决具有强时变性和非线性的电磁场、热场、流场等多物理场的交叉耦合作用的复杂电驱动系统的设计问题，研发出不仅集成度高、质量轻、散热性好，且能够在各种工况的运行范围内节能高效的工作，是解决上述技术瓶颈的关键。

为此，在国家自然科学基金、山东省重点研发等课题支持下，以电驱动系统多物理场交叉耦合作用机理研究为切入点，在电驱动系统高集成度设计技术、散热冷却技术及应用控制技术等关键共性核心技术方面开展研发工作，经多年的创新研究，取得重要突破。主要技术发明如下：

(1)揭示了具有强时变性和非线性的电驱动系统电磁场、热场、流场等多物理场动态耦合作用机理。发明了考虑多物理场耦合作用，且能同时兼顾其转矩密度、热性能及轻量化等多项性能的新能源汽车电驱动系统的高集成度设计技术，使得电驱动系统转矩/功率密度得到较大提高，可有效减重5％～14％。

(2)发明了一体化高集成度电驱动系统高效散热技术。研发出具有高散热效能的喷淋冷却和风冷冷却相结合的混合冷却电驱动系统，与轴向水冷结构相比，采用混合冷却技术的电驱动系统各部件最高温度可降低6％～18％，散热效果显著；研发出了电驱动车辆动力总成温度集成调控系统，实现了电驱动系统温度随车用工况实时可变的进行主动调控；从电驱动系统结构和温度主动调控高效散热技术，突破制约电驱动系统功率密度提高带来的散热问题，解决了电驱动系统高转矩密度与冷却约束冲突问题。

(3)发明了电驱动车辆子系统分层式协调控制技术。揭示了电驱动系统与其它各子系统间的相互耦合作用对控制性能的影响机理，研发出电驱动车辆子系统分层协调控制系统，在对电驱动系统驱动力进行合理分配，提高电驱动车辆的操纵稳定性和行驶通过性的同时有效提升电驱动车辆的横向、纵向和垂向动力学特性，解决了电驱动车辆底盘子系统间相互影响、相互制约的问题。

项目成果在山东汉格威新能源汽车电控制造有限公司、山东牛电汽车科技有限公司等公司进行了技术推广，帮助其解决了产品研发存在的技术难题，获得了企业的高度评价，近3年累计新增销售额2.011亿，项目成果对于掌握电驱动动力总成核心技术，形成自主知识产权，推动该省乃至中国新能源汽车产业技术进步有重要意义。

项目已授权发明专利14项，发表论文38篇，其中被SCI、EI收录27篇，获得山东省机械工业科技进步一等奖1项。