新能源汽車電橋殼體的分類和優(yōu)缺點分析

　　這篇能源類職稱論文新能源汽車電橋殼體的分類和優(yōu)缺點分析，隨著全球石油資源緊張，以及目前日益突出的環(huán)境污染問題及其日趨嚴苛的國家的法律法規(guī)，新能源汽車(HEV、PHEV、EV)順勢而生且是未來的主要發(fā)展趨勢，目前純電動汽車和混合動力汽車已經得到了充分的發(fā)展和應用。

　　[關鍵詞]能源類職稱論文,新能源,NVH,殼體結構

　　1. 背景

　　新能源汽車發(fā)展中的最大瓶頸為續(xù)航里程，除此之外針對新能源汽車更加強調舒適性、動力性、經濟性，對此各大OEM在后期的電橋開發(fā)中針對動力性分析及NVH的分析評價越來越嚴苛。而在電橋設計中影響經濟性及舒適性的因素占比中，電橋殼體結構設計也是重要因素之一。

　　2. 電橋殼體的分類

　　當下新能源汽車電橋主要由驅動電機、減速器、控制器、線束等組成，而驅動電機與減速器往往不在同一個公司進行設計開發(fā)。例如一個OEM從A公司采購驅動電機，從B公司采購減速器，從C公司采購控制模塊。從而導致電橋中各大部件的連接變得冗余，采用了大量的螺栓進行連接，同時由于都是分散的各個公司進行獨立設計從而各個零件之間沒有很好的進行銜接，造成零件設計開發(fā)、零件質量管理、成本、重量大幅度上升，導致最終的電橋方案相較而言不是最優(yōu)化。根據(jù)電橋殼體的發(fā)展我們可以將電橋殼體大致分為三代。如下圖所示，第一代為當下主流的分體式殼體，分體式殼體主要為電機與減速器、控制器均為單獨的殼體結構，中間通過螺栓進行連接。

　　由于現(xiàn)在新能源汽車正處于發(fā)展初期，所以很多OEM現(xiàn)在并沒有完全的自主開發(fā)能力，只能依賴于各大零部件供應商成熟產品，這樣能夠更好的解決開發(fā)周期問題;第二代為一體式殼體，主要是驅動電機殼體與減速器殼體集成化，這樣減少了驅動電機與減速器之間的連接，還能使電橋軸向長度進行縮短，有利于輕量化及小型化，同時也為整車動力性提升換代，電機的提扭預留了一定的空間;第三代為高度集成式殼體，主要為驅動電機、減速器、控制器殼體進行高度集成，形成一個高度集成的電橋殼體，這樣驅動電機的定轉子、減速器、控制器就能盡可能的裝入一個殼體內，在加上電器后端蓋、減速器后端蓋則形成了電橋的外包絡，其中減少了大量的連接件。

　　3. 各階段電橋殼體的優(yōu)缺點

　　第一代電橋基本采用分體式殼體，分體式殼體優(yōu)點是可以在不同的公司進行分總成的組裝檢測，最后再由OEM進行電橋總成的組裝及測試，這樣針對沒有自主設計驅動電橋的OEM這樣能夠快速的開發(fā)電橋，快速投放新能源汽車搶占新能源市場，同時分體式殼體鑄造難度較低，加工復雜性較小也是現(xiàn)在主流的因素之一;但由于在不同公司進行分總成的設計在連接匹配時存在一定的難度，螺栓數(shù)量大大增加，同時驅動電機的密封與減速器的密封不能很好的集成，驅動電機與減速器之間的連接由于還需要兼顧控制器的放置故而導致驅動電機與減速器之間的連接螺栓出現(xiàn)大跨距，最終導致電橋整體HVH性能下降。同時由于驅動電機與減速器殼體未能集成，造成電橋軸向尺寸增加，不利于整車的匹配及小型化。

　　第二代電橋采用一體式殼體，一體式殼體主要的優(yōu)點是解決了驅動電機與減速器之間連接螺栓的大跨距問題，從而解決了電橋在連接處的NVH問題，同時去掉了兩者之間的連接螺栓，減少了電機側的油封，直接采用減速器側的油封對其進行密封，與此同時還將減速器側殼體進行共用，從而使得驅動電機可以向減速器側移動一定距離，縮短了電橋的軸向尺寸，為整車動力性提升、驅動電機的增扭預留了足夠的空間。但一體式殼體的鑄造性相對分體式殼體變得復雜，模具上會大量使用滑塊、抽芯結構，使得模具結構變得復雜化，模具設計變得更復雜;同時對其加工設備的精度要求也變高，加工工藝的編排也變得復雜。一體殼體制作還得需要運用摩擦焊接技術、熱裝技術，所以針對一體殼的開發(fā)會變得復雜化。

　　第三代電橋采用高度集成式殼體，高度集成式殼體的優(yōu)點為解決了驅動電機與減速器、控制器之間的連接問題，使得整個電橋的NVH性能得到很大提升，同時減少了驅動電機與減速器、控制器之間的連接件。但由于高度集成導致殼體的鑄造難度加大，在殼體模具設計時相對一體殼而言還需要增加更多的滑塊、抽芯結構，為了保證鑄件的鑄造質量，避免鑄件內部缺陷，在模具設計時模流分析變得更加復雜，同時對殼體加工設備的精度也有很高的要求，加工工藝性也會變得更加復雜化。

　　4. 電橋殼體未來發(fā)展趨勢

　　制約一體式殼體及高度集成式殼體設計開發(fā)的主要因素為分散性設計開發(fā)及鑄造、加工能力的不足。但為了提升電橋的整體品質，提升整車綜合性能滿足日趨激勵的市場競爭，未來必然會形成由一個公司承接OEM的電橋進行整體開發(fā)或由各大主機廠進行統(tǒng)籌整體開發(fā)。具備以上條件后還需要鑄造行業(yè)，機加行業(yè)的技術作為支持，尤其以鑄造技術為主導。當下國內的鑄造公司大部分還不能掌握該技術，重點是在于模具結構設計、內外殼體熱裝及摩擦焊接技術。所以要實現(xiàn)產品的升級需要鑄造、加工行業(yè)的技術發(fā)展，這樣就能在很大程度上使得分體式殼體逐漸過渡到一體式殼體，再通過鑄造行業(yè)中各鑄造技術的運用，高度集成式殼體的鑄造將成為現(xiàn)實，同時伴隨著現(xiàn)在五軸加工中心的普遍使用，高度集成殼體的時代即將到來。

　　結語

　　面對當下日趨激烈的新能源市場競爭，對于不同的OEM而言可能會根據(jù)當下自身的綜合能力集合QCT綜合評估選擇自己的電橋布局，但在今后的發(fā)展過程中可以實施三步走戰(zhàn)略，在自身儲備還不完善的情況下，利用各大零部件供應商現(xiàn)有成熟產品，第一步先開發(fā)分體式殼體，在自身能力提升后第二步在產品更新?lián)Q代時可逐漸從第一代的分體式殼體替換成第二代的一體式殼體，第三步再從第二代的一體式殼體過渡到第三代的高度集成式殼體。

　　參考文獻：

　　[1]《汽車工程手冊》新能源汽車設計篇. 北京：理工大學出版社

　　推薦閱讀：《能源工程》(雙月刊)創(chuàng)刊于1981年，由浙江省科學技術廳主管，浙江省能源研究所及浙江省能源研究會主辦。

轉載請注明來自發(fā)表學術論文網(wǎng)：http:///nylw/17533.html