采埃孚推出超紧凑乘用车电驱系统 扭矩密度业内新标杆

近日，采埃孚在6月底德国腓德烈斯哈芬举行的“采埃孚全球技术日”上，展示了电动概念车EVbeat，该设计旨在实现最大紧凑性、轻量化及实际运行工况中的最大效率。在这款采埃孚电动车上，传动系统的各个组件经过优化并组合成一个整体，其中包括重量仅为74公斤的轻量化和超紧凑电驱动系统（扭矩密度达到70牛米/千克）、综合热管理系统，以及与云端网络连接的驱动功能软件。在接近冰点的低温下，实际续航里程与采用当前主流技术相比可提升近三分之一。

采埃孚集团董事斯蒂芬·冯·舒克曼（Stephan von Schuckmann）表示：“可持续交通是我们企业战略的核心。通过极其高效的量产车概念，我们展示了将诸多创新电驱组件组合成高效整体系统时的巨大潜力。”

采埃孚EVbeat概念车以保时捷Taycan为基础，体现了以采埃孚和其他供应商当前技术为基准的领先性。

采埃孚集团电驱传动系统开发负责人奥特玛·绍尔博士（OtmarScharrer）表示：“我们的目标是在保持高驾驶性能和实际运行效率的同时，使驱动系统尽可能紧凑和轻量化。在扭矩密度方面，与当前市场上现有的乘用车电驱动系统相比处于领先地位。与此同时，我们在开发过程中非常关注可持续性。”采埃孚的这款电机不使用重稀土，热管理系统也不使用含氟制冷剂。无论生产还是运行过程，该电驱动系统和热管理系统构件数都有所减少，同时系统减重30%，为可持续发展作出了双重贡献。

EVSys800：超紧凑和轻量化的800伏驱动系统

EVSys800是一个模块化的800伏驱动系统，由碳化硅逆变器、电机和减速器组成。尽管设计极其紧凑，重量也很轻，但在EVbeat中的性能表现却十分强悍。该车轮边峰值扭矩达到了5200牛米。对于获准上路的乘用车来说，其扭矩密度表现非常突出，达到70牛米/千克。电机持续功率和峰值功率也分别达到206千瓦和275千瓦，由此实现了峰值功率占比约75%的持续功率输出能力。

就尺寸而言，由于紧凑的减速器和采埃孚专利的编织绕组技术，该驱动系统在长度方向减少了50毫米安装空间，从而实现了高度紧凑的同轴布置。

EVSys800系统总重量74公斤，与当前的采埃孚800伏电驱系统相比减轻了约40公斤或30%，从而对这款概念车的减重做出了重大贡献。

上述优势取得的关键在于应用了新式冷却概念和绕组技术的电机。在冷却方面，油液直接流过铜线，这是运行过程中产生热量最多的地方。这种高效冷却方式在同等重量和安装空间条件下显著提高了电机性能。此外，该系统不使用重稀土，使电机的生产更具可持续性。采埃孚开发并获得专利的“编织绕组”是所谓的轴向绕组的进一步发展，使安装空间共减少10%。与传统方法相比，绕组端部的尺寸减小了约50%，铜材用量可减少约10%。

电驱动的逆变器经过从根本上的重新设计，所有基本部件都作了更新。在电磁兼容性、功率模块和电容器的安装空间、重量和可持续性方面都取得了重大改进。

新式的同轴减速器通过两组集成的行星齿轮来传输电机的驱动力。它们不仅能产生所需的速比，还能实现完全集成的差速器功能。与传统的偏置平行轴概念相比，同轴解决方案减少了重量和安装空间要求，且不影响效率和噪音表现。结合编织绕组技术，该驱动系统可显著缩短安装长度，从而适配几乎所有的车型。

采埃孚集团电驱传动系统开发负责人奥特玛·绍尔博士（OtmarScharrer）表示：“通过这个系统，采埃孚可以完美地满足客户在效率、性能和成本上的关键要求。”该驱动系统的相关组件将从2026年开始批产上市。

热管理：对动力系统和整车高效的温度控制

冬季工况下车辆的温度控制可占到车辆能源消耗的很大一部分，特别是在加热时，该需求可达3千瓦到6千瓦。车辆的夏季制冷和冬季制热对乘客来说是重要的舒适性因素，而合适的温度则是电驱动效率、功率电子以及电池能耗的关键因素。

EVbeat概念车集成了采埃孚开发的首个用于电动车的中央热管理系统（TherMaS）。它利用中央热交换单元和智能软件来控制驱动系统和车内的所有热力工作过程。与以前的电动车制冷和制热方式相比，新的设计大大减少了对空间的要求和总重量。基于丙烷的800伏热泵所需的能量也显著减少。此外，由于它结构紧凑简单，可以轻松集成到车辆环境中。

TherMaS首次采用了三个专用回路设计，其中心是非常小的制冷剂回路。该回路采用预充和密封式设计，因此无需维护。此外，该系统与车辆其他区域（如车内）无需额外接口。采埃孚使用了无氟、天然丙烷制冷剂。虽然制冷剂体积仅为先前的一半，但与目前常用的制冷剂相比，冷却能力增加了两倍。如果需要，中央制冷剂回路可为两个独立控制的冷却回路提供服务，其中防冻液正常流通：第一个回路用于控制电机相对较高的温度，而第二个回路则对驱动和充电电力电子设备的温度进行调节。相关控制软件会根据需要调节整车的冷却能力。

受益于全面的热管理，EVbeat在冬季的续航能力最多可提升三分之一，而明显改善的冷却性也使电机具备更强的连续输出能力。

驱动软件：将车辆驱动和云端高效互联

硬件系统的属性为车辆的可持续运行奠定了重要基础；而其协同工作的最佳性能则通过软件得以实现。采埃孚开发出了自己的传动系统软件，可将所有与传动系统相关的车辆系统接入互联网，并与“采埃孚云”(ZF cloud)建立连接。

由于电机效率取决于其工作点温度，因此始终保持在最佳温度范围内非常重要：在低速和高扭矩要求下，电机的最佳工作点温度较低，而在高速和低扭矩要求下，高温并不是问题。然而，合适的温度条件不能在短时间内建立。采埃孚的动力系统软件可通过个体行车需求预测出最佳工作点，并相应地设定系统。它可以“学习”驾驶员的操作习惯，并通过基于人工智能的云服务预测个体行车需求的概率。例如，当检测到短距离行驶时，空调和系统冷却会减少。

在此基础上，辅助系统还可以直接建议驾驶员如何有效地使用电车。例如，它将显示有效的加速和减速，以及优化的最高车速。这一点对于在旅行前需要计算出准确和实用的续航里程时特别有价值，后续只要遵守这个设定即可。