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audi e-tronGt(audi e-tron gt concept)

2022-09-19 21:00:32 27 0
魁首哥

作为奥迪首款纯电动SUV，我们一起来看一看这款Audie-tron的电桥架构1概览e-tron的四种电驱总成架构，采用了部件共享的概念四个版本的电机是相同设计的异步电机，但长度不同，功率不同；各版本电控系统硬件架构相同，采用不同的软件版本奥迪正在


作为奥迪首款纯电动SUV，我们一起来看一看这款Audi e-tron的电桥架构



1
概览


e-tron的四种电驱总成架构，采用了部件共享的概念

四个版本的电机是相同设计的异步电机，但长度不同，功率不同；各版本电控系统硬件架构相同，采用不同的软件版本

奥迪正在把下一代采用e-tron技术的quattro drive system（奥迪很拿得出手的四驱系统）推向市场，电动机快速的响应速度更有利于前后轴之间的扭矩分配，使车辆能够在几毫秒内对轮胎摩擦力的变化做出反应

奥迪的四种电驱系统总成：

APA 250：平行轴 异步电机 250Nm

AKA320：同轴， 异步电机 320Nm

APA320 平行轴 异步电机 320Nm

ATA250 双电机同轴 异步电机 250Nm


以APA250 为例，分析一下驱动系统的结构及硬件技术，寻求可采纳之处。

下图是该电驱系统的总览爆炸图，包含功率电子单元、电机和减速器


在匈牙利Gyr工厂生产完成，工厂的数字化产线是一个亮点，首次整合了模块化电桥装配线，电桥通过自动传送系统装配完成，直到运送至仓库，高度自动化的产线保证产品的可靠性、生产效率及灵活性。


2

电机控制器


电机控制器输出有效值260Arms，峰值输出530Arms，输入电压范围150V~460V，重量8kg，体积5.5L，功率密度30kW/L

铝制壳体，主控芯片采用英飞凌AURix系列

上边这个是纵向爆炸图

纵向厚度82mm，这个厚度已经很薄了，能做到这样，跟采用双面直接水冷IGBT模块（双面PinFin）有很大的关系

电控与电机的连接，采用一种新型3-lipped密封环，保证密封性的同时，兼顾安装误差消除、EMC屏蔽等作用。

信号走线采用软排的方式，控制板和驱动板分布在前后两端，节省空间，但控制板和驱动板之间的排线横跨整个功率部分，EMC屏蔽想必是个难点，这里系统设计时的EMC屏蔽板是壳体骨架的一部分

至于为什么要这么分布，往下看更精细的横向爆炸图：



上边这张横向爆炸图一目了然：


双面Pin-Fin IGBT模块，双面直接水冷散热，被称为目前功率模块散热设计的最优解决方案，有利于提升系统的功率密度和效率


分布式电容设计，在减小系统杂散电感上有不错的效果


一些整车功能，例如减震和防滑控制等直接被集成到电机控制器中，这意味着执行动作时没有总线延迟，更加快速，如使用中冰面上的加速功能将会得到较大的优化


硬件满足基于相电流的扭矩估算功能（满足ASIL-D设计需求）



3

电机


各版本电机设计相似，差异是电机的长度，对应不同的功率：90kW-140kW


电机的技术参数下边的表格可以概括：


定子结构


具有48槽的高导磁硅钢片铁芯组成，单片厚度0.35mm，采用“GluLockHT”压合方法结合在一起


圆导线嵌入定子槽形成绕组，使用高绝缘性能的漆包铜线，整个电机系统绝缘等级达到H级，并满足相应的温度需求设计

转子结构


使用与定子一样的硅钢片，由具有58槽的冲压制叠片铁芯和高纯度压住的铝短路鼠笼组成，铝短路鼠笼的风扇叶片压铸为一体，使转子实现良好的对流散热

外特性


包含三种工况：


10s极限工况（偶尔来一下）

60s峰值工况（可重复）

持续工况（一直跑）

APA250外特性

AKA320 外特性


4

减速器




APA250采用轴向平行布置的两级传动方案，第一级传动为行星齿轮，其中3个行星齿轮和一个径向环形齿轮改变扭矩和转速；


太阳齿轮通过花键与电机转子轴连接，太阳齿轮轴的转子侧由转子轴承支撑，另一侧由四点轴承引导轴向，轴端则能在径向方向一定自由度范围内对中，这样保证在各种运行状况对周围啮合的最佳对中


AKA320则是采用与车桥同轴的变速器结构形式

5

结

总体设计采用标准化模块，便于批量化生产并且有较高的生产灵活性；易拓展，可兼顾多种功率及传动结构版本；功率电子单元采用高功率密度模块，结构紧凑，集成度较高。

来源：汽车功率电子

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