高合汽车：电驱动整车应用技术探索与实践

2023年12月14日，在第四届汽车电驱动及关键技术大会上，高合汽车电驱动系统开发高级总监贾旭表示，电驱动系统在整车应用中面临着诸多痛点，这些痛点主要源自于用户越来越多样化的诉求。高合汽车始终坚持以用户为中心，进行技术探索与实践。聚焦到电驱动整车应用技术探索与实践，高合汽车从布置形式、驾驶性、能耗、NVH等方面不断满足用户的用车需要。围绕上述四方面，贾旭展开了技术与产品应用的具体案例讲解。

其中关于如何优化续航这一问题，贾旭表示，高合汽车在电驱动系统本身效率的提升、传动系统的拖曳优化、四驱系统辅驱的动力形式选择以及电池变频加热技术等四方面展开了技术探索。

高合汽车电驱动系统开发高级总监

以下为演讲内容整理:

电驱动系统在整车应用中的痛点与解决方案

电驱动系统在整车应用中存在诸多痛点，包括实际续航短、车内空间不足、电池不够大、后备箱被挤占等。我们在做产品时，不仅要完成设计，还要努力解决客户用车过程中的痛点。一是汽车上电驱动总成如何布置，解决客户对空间和电池的诉求；二是在纵向动力学上，如何在电驱动系统上保证客户有很好的驾驶体验；三是如何在四驱系统中降低EDS能耗；四是NVH相关问题。

布置形式上，我们要考虑如何在车长一定的情况下做极致空间。在车长确定后，我们需要设计轴距，轴距越大车内空间就越大，给电池提供的空间也更大，从而为消费者提供更长的续航里程。要做到大轴距，就要把前悬和后悬做短，底护板和乘员舱空间要打通做纯平的底板，后备箱空间做大。在后驱电驱动系统运用过程中，要保证Z向空间做的非常小，因为Z向空间越小后备箱空间就越大。

由于前悬很短，因此可以在前面将电驱系统做成竖起来，使得X向空间很短。电动车之所以很有识别度，是因为短前悬带来了造型上的突破，前轮距离前保险杠很近，造型上有许多个性化元素，轴距更长。短前悬的另一优势在于前备箱有很大的空间，可以放很多东西。基于此，我们在电驱动系统设计中，在保证整车轴距和空间的前提下，HiPhi Y车型的前备箱容积可达85升，能够放下20寸的行李箱。

整车接口定义需要重点关注半轴、悬置和高压线束。传统内燃机中的半轴是直接和减速箱相连到车轮，传统内燃机的扭矩、功率曲线和大小与电驱动系统有较大区别。电驱动系统的扭矩直接从零达到峰值扭矩，且电动汽车扭矩响应非常快，对整个传动系统造成的冲击和边界效应都有所不同。此外，在整个传动系统保证强度的同时，如果产生了过大载荷和冲击，半轴需要保证在整个传动系统里是最弱的。

悬置层面，悬置结构不仅要提供强度支撑，还要起到隔震传扭的作用，其对于NVH结构声传递控制也是非常重要的。我们在优化电驱动系统噪音的同时，也在传递路径上进行了诸多思考。

高压线束存在的问题在于，是将其在电驱动总成产线上装好还是在总装线上装。如果在总装线上装，最后一道密封很难做二次检测。如果在供应商端或电驱动总成装配线上装，可以把其气密全部测完，但由于大多数车型线束有个性化定义，随着整车的定义，电池包或BDU、PDU有变更，会给产线兼容性带来一定挑战。在运输物流过程中，线束的保护也是一大话题，我们需要在项目推进过程中寻找平衡。

驾驶性层面，对消费者而言，定义一辆车是否好开，主要关注跟脚和电门线性。跟脚比较直观的感受就是脚一踩下去，车子就能动起来。电门线性则是驾驶的过程中，踩下去是绵绵不断的，踩的深扭矩大，浅扭矩小，整个过程十分线性，不是深深浅浅的感觉，坐车感觉特别稳，不会晕车。

图源:演讲嘉宾素材

在跟脚上，有些车在加速过程中有迟滞感，会像传统车涡轮增压发动机一样迟滞，根本原因是传动系统里存在传动间隙。因此在给扭矩的过程中，一定要先把传动间隙通过缓慢加扭矩的方式吃掉，之后再把扭矩快速上升。机械硬件上的间隙是无法消除的，我们只能不断把间隙做得更小。从电机到车轮部分，整个间隙由四部分组成，一是电机到输入轴，二是齿轮之间的连接，三是差速器里的齿轮连接，四是半轴和差速器、半轴和车轮的连接。在实际运用案例中，这一部分的控制较为容易。

我们在HiPhi X中发现最大的间隙是差速器里的齿轮配合，这里面的间隙会对整个传动系统做出极大贡献。假设电机有10度间隙，整个传动系统有速比，假如该速比为1:10，到车轮就只剩1度，差速器有多少就是多少。我们最后通过调节半轴齿轮的垫片厚度，控制产线上半轴齿轮和行星齿轮的拖曳扭矩，以此控制下限的间隙，保证驾驶性，并监测整个差速器和整车的耐久，结束之后再反测扭矩。这一方法使得在出厂时有很好的控制量，同时也保证在经过耐久后间隙可控。

软件上的间隙变小则要通过控制策略保证。比如正常的扭矩起动过程，从车给到扭矩再到车开始动，要尽量将其时间控制在200毫秒以内，用户才感觉不到车有分段感。通过硬件和软件配合以及多轮标定后，把它做到50毫秒，就可以把扭矩提上去，驾驶员踩下油门踏板后，130毫秒内就可以直接到目标扭矩，车子就会很跟脚。

在辅驱中，我们加入了一个断开机构。辅驱在结合过程中必然出现扭矩的结合和断开，要做到动力不中断的情况下，扭矩比较连续，就需要在介入前把扭矩做重新分配，让主驱扭矩急速上升，当辅驱结合后，扭矩上来再做二次分配。这样能够在动态分配过程中保证整条黄线扭矩上升非常均匀，保证驾驶性。在标定过程中我们做了许多策略，本质诉求还是保证驾驶员开起来是跟脚的，油门是线性的，坐车的人不会晕车。

提升电动汽车驾驶体验的策略与实践

针对如何优化续航的问题，一是电驱动系统本身效率提升，要将碳化硅加以利用，做到92%的工况效率，又比如减薄硅钢片，采用低滚组油、两档箱等。二是传动系统的拖曳优化，我们需要降低传动器里机械拖曳损耗，可将中间轴和差速器改成球轴承，降低减速箱的油黏度，以降低拖曳。三是四驱系统的辅驱选择，我们发现在系统中“两个同步”会比“一个异步+一个同步”能耗更大，要解决该问题就需要在输入轴或中间轴加一套机构，把动力中断。四是电池变频加热技术，结合电机电控对电池振荡升温加热，提升冬季续航。

图源:演讲嘉宾素材

整车NVH层面，我们认为解决源头的同时要解决传递路径，以提升效率。在整车运用过程中，如果一味做电驱动系统优化，初始会带来一定收益，但要将整个系统做到极致，还是需要在整车应用系统上思考。

在HiPhi X开发过程中，我们一开始在做齿轮优化上经历了至少6个大轮，每一个大轮里还加入了小的快速迭代，总共做了十几轮齿轮优化，将电驱动噪音控制得非常好。在开发HiPhi Z和HiPhiY时，我们发现行业的产业链水平已经有了很大提升，几乎只要做三轮左右，NVH就可以达到原本做十轮的效果。这说明行业在刚开始进行摸索时会比较慢，但一旦掌握规律后发展起来就十分迅速。

我们还在整车端做了诸多优化。一是做了声学包裹，将以前的发泡材料改为高分子吸隔声材料，左右分离设计改为上下分离设计，几乎可以将整个EDS包裹起来，噪音减少3-5个dB。

在开发过程中，我们发现在早期电池整包开发时，电池包和车身底板间有一定间隙，声音会在间隙里传过去被放大，之后传到乘员舱中。原本要解决这个问题只需要在电池包周围加一层密封条，但是我们希望能够找到问题的源头，这需要对电驱动系统在整车运用的过程进行探索和实践。

在不同车型里，整车模态有所差异，悬置开发十分重要。对于电驱动系统而言，我们对于声音的品质非常敏感。在15-60公里的区间里，要尽量避免声音有共振间峰或模态产生，因此需要在开发悬置过程中不断优化悬置模态，尽量避开共振带，不让声音穿过人敏感的转速区间或频率区间，带来较好的NVH体验。