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算力算法运筹帷幄 自主品牌决胜千里 长安启源数智AI电驱揭秘

丹东晓程 3672浏览 2023-12-03 IP属地: 辽宁

12月的第一天,长安启源挑战赛——数智AI电驱站在重庆西部实验场如期举行,并籍此拉开了长安启源挑战赛大型IP活动的序幕。包括金卡纳、零百加速、高环极速、陡坡试驾、综合评价道试驾和水煮电池等极具技术挑战性项目的长安启源挑战赛——数智AI电驱站,充分检验了长安启源产品家族在动力性、操控性、舒适性等方面的突出优势,获得完胜。

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大赛展示了长安启源坚持创新发展,拥抱变革、迭代技术,实现产品跃迁的实力,表达了长安启源引领数智新赛道的决心,让观赛、参赛各方见证了作为长安汽车在新能源技术领域重要成果、领先两代的长安启源数智AI电驱,已然实现了众多技术突破。

长安启源数智AI电驱的技术内核,是全球电混首发的10层Hairpin扁线油冷电机技术。这项技术源于长安启源对电机进行的创新性设计。

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“10层”的秘密

扁线电机的层数,就是在一个定子槽内放入的扁铜线数量。电机层数经历了从2层、4

层到6层、8层的过程。目前行业仍以6层为主,少量采用了8层。纯电领域,特斯拉最先在产品上将电机层数做到了10层。混动领域,长安则是全球首个应用10层Hairpin扁线技术的车企,使电机峰值功率达到158kW,功率密度达到7kW/kg。最高效率97.8%,效率

90%以上区域超过90%。

交变电流在导体中分布是不均匀的,集中于导体外表层,因此叫集肤效应。

通俗来说,就是铜线的外表面比内部的贡献更大,理论上外表面越多越有优势。那1

根铜线有1圈外表面,10层铜线就有10圈外表面,电机层数的增加,能够有效提升材料利用率,达到更高的功率与效率。

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虽然原理简单,但设计起来却极其困难,这需要行业最顶尖的设计技术。

10层结构大大提高了系统复杂度,对电磁方案需要考虑的因素更多。电磁性能、

功率性、效率开发、NVH、热管理等难度都成倍增加,必须拥有电机行业最顶尖的人才团队、最完整的开发体系才能实现。

顶尖高精度制造制造上,10层电机必须突破焊点多、点间距小、多层同扭等带来的一系列行业难题。

难点一:扭头工序。

将铜线扭转至精确位置,相邻铜线完全贴合后,需保证激光都无法从铜线中间穿透。10层电机有720根线,点间距不到2mm。而6层电机只有432根线、点间距可达到2.5mm

以上,难度之高可见一斑。一般8层电机的扭头模只有7-8台伺服电机,而10层电机需要

13台伺服电机同时工作,必须精确规划13台伺服电机的运动时序与轨迹。

经过500多台的样品调试,最终攻克了10层电机扭头的难题。

难点二:360个焊点在点间距不足2mm空间的精确焊接。

8层及以下电机焊接工位只配备一套机器人加一套影像设备,而焊接工位则配备两台雅马哈机器人加两套影像设备同时工作,相当于投入双倍成本。

尽管10层电机已经量产,但因为难度如此之高,成本如此之大,即使行业在研的

混动项目,都很少采用10层方案。

长安启源10层Hairpin扁线电机在3-5年内将持续领先行业。

电机选用了厚度0.27mm的硅钢片,这是量产最薄的硅钢片规格。相同电机,选用的硅钢片厚度越薄,其涡流损耗越小,即铁损更低。

0.27mm硅钢片电机比竞品0.3mm硅钢片电机效率提高0.3%。

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数智电驱是一个完整的整体,10层电机也不是孤立的存在,要想将10层电机的能力充分发挥出来,相关联的系统开发也必须与之匹配,包括高效率高算力的电机控制器、智慧热管理系统、高效传动系统,都必须有卓越的性能表现。

算力与算法的秘密

长安启源采用一颗四核、每核300兆算力的TC387芯片作为MCU主芯片。其算力相比竞品的两个单核芯片提升50%,能实现高精度动态扭矩响应控制,在线微秒级实时监控保护,全场景实时主动降噪,也为智慧控制奠定了算力基础。

IGBT模块采用椭圆Pinfin工艺,具备优异的机械安全、热安全、高压安全性能。

在热管理方面,数智电驱采用行业首创的电驱恒温系统。通过智能温控阀实现内外循环,精准温控,快速调温,让油温始终处于 60℃高效区,充分发挥10层电机性能。该系统使用定子喷淋和转子甩油的双重油冷方案,电机定子和转子可通过润滑油直接冷却。在高温环境工作时,电机性能不衰减。日常工况时,系统效率最优,能耗更省。

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“10层”又好又省

10层电机把“省“做到了极致,传动系统必然也不能拉胯。数智电驱采用自主唯一的全球柱组合轴承,包括需要承载高扭矩差速器的轴承在内,都采用了效率更高的球轴承,实现传动效率高达98.4%,优于竞品近1%,处于行业领先水准。

球柱轴承本身都是成熟产品,但多年来一直停留在传动系统的技术规划里。多车企在电驱/混动立项时,都打算采用球-柱轴承来提升效率。但实际开发过程中,又因布置、可靠性、NVH等各种问题,切换回成本更低、承扭能力更强,但会影响效率的锥轴承。同时,还采用了超低离合器拖曳技术,通过片间波形弹簧、梯形分布油道降低了离合器拖曳阻力。

超低搅油损失技术,利用一体式注塑油管强制对齿轮、轴承进行润滑,有效降低了搅油带来的效率损失。

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想要“省”,那肯定就要轻量化。

长安启源数智电驱重量仅110kg,相比竞品足足轻了30Kg。全球同级重量最轻,才能真的省。

同时,数智电驱体积小26%,高度低81mm。

这意味着,搭载数智电驱的车型,整车重量更低,造型上更运动、更低趴,实现低能耗与高颜值的完美统一。

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算法促成智能升级

在机械技术日益趋同的时代,智能化是打造产品魅点、构建品牌差异的关键。

长安坚定不移地在向智能低碳出行科技公司全速转型,混动系统更是智能低碳转型的先驱。通过PCU、ECU、DPEU、IBCU、BMS、TMS、BDC七大控制器智慧联动,集车端、云端、用户端数据应用为一体,实现全场景的性能领先。

除传统的EV、HEV等驱动模式之外,全球独创的iEM智慧驾驶管理模式,也助力实现全场景智慧省。

智慧控制内核方面,长安启源采用A-ECMS智慧能耗最优算法,比行业普遍采用的规则具有领先优势。

举个例子,SOC到20%启动发动机,SOC升到25%就停,这就是一条规则。

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工程师标定时不可能每个点去测试,人力有限。

但智能化时代,人力有限的事要交给算力。

因此长安启源智慧控制内核摒弃规则引入算法,将电机、电池、发动机、传动系统等所有参数输入PCU,并时刻采集驾驶员、车辆等500多类信息,持续动态寻优,在用户实际使用场景中,可节能6%。

基于算法的控制,更利于实现千人千面的个性定制,只需调整等效因子这一个参数,即可实现不同的驾驶体验。

将二维规则控制的省,升级为多维全域算法的省。

系统会基于实时导航信息,对出行全过程进行智慧规划,合理分配能量,最大限度保证畅通路段高效用油、低速拥堵路段智慧用电,实现驾乘舒适性与使用经济性的完美兼顾。将一时省升级为一路省。

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长安启源数智AI电驱,带来了多项独创和行业领先的技术,这首先就包含了全球电混首发的10层Hairpin扁线油冷电机,更包括了4核超高算力主芯片、全球独创iEM智慧驾驶管理、可插混可增程的行业首创双驱模式等。

这些领先技术武装起来的数智电驱精品SUV启源Q05,纯电续航里程(CLTC)60/125km,城市通勤用电,每公里不到0.1元;综合续航里程(CLTC)1150/1215km,百公里馈电油耗(WLTC)5.3L,百公里综合油耗(WLTC)2.65L(60Lite、60Air车型)1.33L(125Air及以上车型);0-100km/h加速为7.3s。

从年幼年轻到成熟一气呵成

长安启源挑战赛——数智AI电驱站的启幕证明了长安启源是“永不止步的数智创造者”,印证了长安启源“领数智进化,向美好跃迁”的品牌理念。香格里拉战略发布以来,长安汽车在新能源领域总有亮眼的成绩展现在公众眼前,不仅屡屡推出行业领先的新能源汽车产品和技术,3个月内连续推出4款车型,创造了“启源速度”,最近还与华为携手共同探索汽车智能科技,为长安启源的数智进化带来全新可能,让人感觉,长安启源在三步并作两步跑,从年幼年轻到成熟一气呵成,发展速度令人赞叹,前景可期。

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