技术讨论:极氪的Nidec Ni200Ex驱动轴有什么奥秘?

极氪在 ZEEKR 001的电驱动系统上,采用了分别来自于日电产和威睿自产的两种系统。在其发布时的方案中,通过双电机配置的总功率做到了400kW,这也是当时市场判断能够满足高速驾驶的特点。

随着这台车销售一年以后,对于这套电驱系统的拆解和分析也在逐步进行,今天我挑些重点来进行一下解读。

图1 极氪在电驱动系统上的配置

之前极氪通过替换高通8155芯片,算是把车机系统的短板补上,整个零售销量情况处于一个很好的态势,这也是传统车企在迈往新能源汽车高端化的过程中,一个比较好的实现突破的例子。ZEEKR 001在2021年的销售量为6007台,2022年1-9月累计36642台,在当下的新能源汽车销售环境下,算是在逆势抢份额。

图2 极氪001的销量情况

Nidec的电驱动产品

在2020年日电产Nidec就公布了其在电动汽车驱动轴增加的新产品——用于中高级车型的200kW电驱系统Ni200Ex,和用于中低端车型的50kW电驱系统Ni50Ex。Ni200Ex是日电产E-Axle系列的第三款产品,最开始Ni200Ex规划的时间是2023年开始量产,为了满足极氪品牌ZEEKR 001上市时间的要求,Nidec拼命提前了生产计划,在2021年下半年就量产了——这也是在中国新能源汽车内卷时代,供应商必须满足的要求。

图3 Nidec的产品矩阵

Nidec的E-Axle由电机、减速器和逆变器组成,电机、逆变器与差速器在内的三轴减速器集成为一体。Ni200Ex中,整个控制的主板形状的布局为L型,主控的MCU仍采用瑞萨电子,Nidec继续采取独立的IGBT栅极驱动电路板。

图4 Nidec的电驱动系统的概览

Ni200Ex采用英飞凌IGBT(取代了之前的日立IGBT),IGBT模块为直冷型,集成的功率模块散热器,逆变器壳体通过冷却水路,直接接触到背面散热针。IGBT的栅极驱动板为日电产自己设计,采用了Rohm的器件。在本土化方面,Nidec采用了法拉电子的匹配逆变器布局形状的700μF薄膜电容器,替代之前采用的尼吉康1200μF薄膜电容器,也是做了成本优化。

图5 Nidec 的驱动轴内部主要电气系统

极氪上,威睿的扁线和Nidec的圆线是两种不一样的路线。Ni200Ex和之前电机具有相同的绕组方式及固定方法,Ni200Ex采用的是全新设计,截面形状发生改变,定子外径缩小,维持输出功率规格的同时优先布局。这种设计主要是降低了单元高度和驱动的发动机罩,确保后轮驱动车型的行李箱容积。 

图6 主要的系统

· 定子:Ni200Ex的定子采用插入分布式绕组(48槽),通过四根螺栓固定在壳体上等。定子采用传统的插入分布式绕组,绕组工艺采用盒式插入法,将电磁线(漆包线)绕好后插入盒中,提高了占积率。

· 转子:转子长度为188mm,磁极的磁铁排列变成∇3片,并有8级斜槽度以降低振动。

图7 电机系统

小结:这篇写得比较粗略,仅供大家参考。严格来说,全球都在往扁线走,提高功率密度和效率。其实之后在电驱动方面的技术差异,每家投入资源的企业都差不多,后面我们聊聊极氪009的144kWh的电池。

图|网络及相关截图

作者简介:朱玉龙,资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师,著有《汽车电子硬件设计》。

本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
车系: ZEEKR 001
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