舍弗勒凭借模块化、高度集成的技术平台正式进入电机制造领域。新的电机系列产品覆盖了从48V至800V的电压等级范围以及15kW至300kW以上的功率等级范围,具有高效能和高性价比的特点,可用于混合动力模块、专用混动变速箱(DHT)和电驱动桥等系统产品中。电机将于2021年投入量产,并覆盖舍弗勒全球客户项目。舍弗勒遍布全球的工厂、特种设备以及模具制造设施将全面支持和配合电机产线的建立与运行。舍弗勒将在本届法兰克福车展上首次公开展示其自主开发并将投入量产的电机产品。

电机能力不断加强

2018年,通过收购电机生产设备制造商Elmotec Statomat公司,舍弗勒掌握了电机定子制造的核心技术,填补了电机生产技术领域的最后一片技术空白,具备了电机产业化的全部能力。舍弗勒在机械零部件、生产制造工艺及电机绕线等领域的能力,结合其在整车系统方面丰富的专业知识,不仅可以大大缩短电机产品的开发周期,还能确保稳定的生产流程。舍弗勒集团电驱动业务部负责人约亨·施罗德博士(Dr. Jochen Schröder)解释道:“舍弗勒不仅在变速箱、电机和功率电子等领域拥有专业知识,还能够利用这些能力开发完整的驱动系统。”

高效的模块化系统

因为P2混动模块内的电机转速与内燃机相同,因此该技术方案对电机的要求比较特殊。不但要求电机的轴向长度尽可能小,还要求电机转子内部预留足够的空间以安装离合器及其执行机构系统,这就需要非常紧凑的电机设计。舍弗勒单齿集中绕组电机具有极小的轴向安装空间优势,可提供48V和高压电机解决方案,额定功率等级覆盖15到120kW。对于干式混动模块,电机定子通过冷却水套进行主动冷却。而对于采用湿式离合器的混动模块系统来说,为了达到更佳的冷却效果,舍弗勒采用共用冷却油的方式,提高了电机的持续输出功率。舍弗勒对减小功率损耗的追求永无止境,通过不断优化电机大范围工作区间的效率谱,实现电机更高的运行效率。

同样的理念也适用于专用混动变速箱。在此类应用中,电机拥有更大的轴向安装空间,转速也更快。常见输出功率为80到140 kW。在该应用中,电机作为驱动电机(或发电机)与内燃机共同工作,因此可以根据变速箱和动力总成系统的工作模式来优化电机的效率特性,以达到提高动力总成系统效率的目的。而在插电混动的纯电动驱动模式下,电机的噪声水平成为一项关键指标,通常采用分布式绕组来解决噪声问题。为此,舍弗勒定义并开发了扁线波浪绕组,这是一套全新的标准绕组解决方案,相应的绕组生产设备也由舍弗勒内部开发,由舍弗勒兼并的Elmotec Statomat公司负责对该技术进行持续的改进和优化。为了推广该技术的应用,舍弗勒内部开发了一款轴向总长度为137 mm的驱动电机,功率和扭矩分别为125kW和310Nm。

此外,舍弗勒电机产品还可用于电桥驱动,覆盖高压2(400 V)和高压3(800 V)电压等级,功率范围为100至300 kW。在系统允许的条件下,电机转速可达20,000rpm,充分发挥了扁线波浪绕组的优势。该绕组技术可以大大增加定子槽数,因此可有效增加绕组散热能力并降低磁场旋转谐波含量,从而显著提升电机的功率密度及其效率。

舍弗勒集团汽车主机事业部首席执行官马迪斯·青克(Matthias Zink)表示:“在获得电机开发和生产能力的同时,我们不仅拓宽了产品组合,还在不断实施我们在电驱动领域的战略。凭借全面的系统专业知识及解决方案,舍弗勒致力于成为受客户认可且值得信赖的供应商,为客户提供量身定制的产品和解决方案。”

舍弗勒电机应用范围广泛,功率等级覆盖20至300kW,可用于混合动力模块、专用混动变速箱及纯电驱动电桥

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