电驱动系统是一辆车的核心,包含电动机、电动机控制器及传动机构三部分,决定了车辆的车辆性能、效率、NVH等用车体验。蔚来全部车型的电驱系统均产于自主研发的蔚然南京工厂,先进的第二代电驱系统首次搭载碳化硅(SiC)材质,即将搭载在2022年Q1推出的ET7车型上,为该车带来明显的性能提升。

电驱动系统的好坏,主要影响整车性能、效率、续航、NVH等。驱动系统的尺寸、重量直接影响车辆性能与内部空间,功率变换器和控制器则对电动汽车的安全、可靠性影响较大,那么加入了碳化硅材质后会给以上关系注入怎样的“催化”作用呢?

为什么要用碳化硅(SiC)

碳化硅是典型的第三代宽禁带半导体材料,具有开关速度快,关断电压高和耐高温能力强等优点。利用碳化硅功率器件设计的电机控制器,能大幅提高永磁同步电机驱动系统的效率及功率密度。碳化硅器件应用于主驱,还能够提升电动汽车的续航能力。碳化硅在低载城市工况有着很好地优势,且高速平稳电流下的能耗表现得到改善。
碳化硅(SiC)为ET7带来的优势
碳化硅技术主要应用于ET7 180kW永磁电机控制器的核心电力电子器件中。采用了碳化硅(SiC)功率模块后,相比传统硅基模块(IGBT)优势明显,其中电流提升30%,综合功率效率≧91.5%。

高效:1、综合损耗降低了4%~6%,改善了该车在城市工况下的功耗。2、更耐高温,同等体积下最大电流能力提升30%以上;3、扩展兼容性更好;4、 开关速度更快,开关时的功率损耗更小;5、多目标优化的电路设计,让可靠性、效率、寿命、电磁兼容、绝缘更好;6、多目标优化的软件控制策略,使效率、寿命、功率、热管理更优;7、主驱电机CLTC工况效率≧91.5%。

高性能:ET7电驱动系统的前永磁同步电机最大功率180kW,后异步感应电机300kW,出色的动力性能使得ET7百公里加速达到3.9s。相比于现有的160kW和240kW电驱动系统,分别提升了20%和23%。

安静:相比于160kW电驱系统,通过悬置融合控制的EDS总成模态优化、电机非均匀气隙及高正旋气隙磁密、齿轴结构优化设计和控制器谐波注入与控制策略的优化,在ET7上实现了更好的NVH效果,车内综合工况噪音进一步降低,带来更为静谧的驾乘体验,使电驱动整体噪声降低5~15dB。
电机加热电池

加入碳化硅SiC材质之后,整个电控系统功率、性能、NVH等均得到了提升,难能可贵的是整体体积并没有得到增加。电池在低温下的性能较弱,电机系统通过开发特殊功能,在低温下通过优化利用电机的废热加热电池,最大能提供超4kW的加热功率(相当于4个家用电热炉),让电池始终处于最适宜的工作温度,在低温下能够获得更好的性能和续航表现。
总结:

蔚来在电驱动系统方面已获得及在申请专利215项,其中发明专利81项,核心零部件完全自主生产,拥有全球唯二的生产制造能力,南京工厂年产能达30万台。计划将在2021年底实现第二代驱动系统的量产,该系统将搭载在2022年Q1交付的蔚来ET7,成为蔚来首款搭载碳化硅电驱动系统的车型。

ET7加入碳化硅的180kW电驱动系统重量约88kg,峰值功率为180kW,轮端扭矩为3560N·m,峰值效率达94.5%,最高转速可达16000rpm(特斯拉为17000rpm),防护等级为IP67,IP6K9K级别。使车辆达到0.208超低风阻系数,百公里加速仅3.9秒/100km,现已通过高温、高原、高寒测试,即将与大家见面。