北汽新能源堅持戰(zhàn)略定力，應(yīng)對各種挑戰(zhàn)，走過了14年艱苦創(chuàng)業(yè)歷程。目前，北京新能源汽車股份有限公司由北京汽車集團(tuán)發(fā)起并控股，為國內(nèi)新能源汽車上市第一股。通過十余年創(chuàng)新發(fā)展，北汽新能源成為中國新能源汽車行業(yè)的開拓者，旗下極狐品牌不斷沖擊高端市場，為消費者帶來全新的純電體驗。

北汽電驅(qū)動總成關(guān)鍵核心技術(shù)堅持自主研發(fā)，已經(jīng)量產(chǎn)到第四代，擁有完整的開發(fā)體系和驗證能力；電驅(qū)動總成堅持高集成、高效率的發(fā)展路線，由功能、模塊集成發(fā)展至總成級性能集成，未來追求更高的功率密度及優(yōu)秀的NVH噪聲表現(xiàn)。第四代極鋒動力α-Power動力系統(tǒng)，功率覆蓋160~252kW，轉(zhuǎn)速覆蓋12000~18000rpm，CLTC循環(huán)平均效率高達(dá)90%。整個多合一總成擁有很高的集成度，功率密度大于2.3kW/kg。目前在研的第五代電驅(qū)技術(shù)，功率可以再上一個臺階，達(dá)到200~350kW，轉(zhuǎn)速大于20000rpm。CLTC效率目標(biāo)超過91.5%，功率密度超過2.5kW/kg。

極鋒動力電驅(qū)動總成，先后獲得中國汽車工業(yè)科技進(jìn)步獎一、二等獎，北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎，三屆新能源汽車“中國心”金獎等多項榮譽(yù)，產(chǎn)品技術(shù)獲得行業(yè)認(rèn)可；

極鋒動力（α-Power）總成已于2021年量產(chǎn)，采用電機(jī)和減速器共殼體集成方案，功率達(dá)到175kW，最高效率突破93.5%，CLTC效率88.5%，1m聲壓級≤80dBA，實現(xiàn)高集成、高功率密度、高效率、低噪聲的三高一低的產(chǎn)品目標(biāo)。

 極鋒動力在研第五代高壓SiC電驅(qū)動總成，采用扁線、SiC、主動潤滑等技術(shù)，旨在打造具備國際競爭力的高性能電驅(qū)動總成，峰值功率突破250kW，CLTC效率達(dá)到91.5%。總成采用電機(jī)減速器共殼體、共冷卻等集成技術(shù)，總成重量降低15%。采用高效電機(jī)，碳纖維轉(zhuǎn)子套，主動潤滑，雙面冷卻等技術(shù)，實現(xiàn)≥2.5kW/kg ；應(yīng)用非均勻氣隙電機(jī)，轉(zhuǎn)子斜極，諧波抑制等技術(shù)實現(xiàn)1m聲壓級≤78dBA，支持整車主觀評價達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先的7.5分。

高壓SiC作為未來毫無疑問的趨勢技術(shù)，應(yīng)用中面臨三大關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)：

• 高壓SiC關(guān)鍵技術(shù)：900V高壓SiC控制器開發(fā)、EMC抑制、雙面冷卻散熱設(shè)計等難題；

• NVH挑戰(zhàn)：高速高頻帶來的機(jī)械激勵、電磁激勵、輻射噪聲等噪聲控制難題；

• 可靠性耐久挑戰(zhàn)：覆蓋多場景、多工況耐久載荷譜的科學(xué)性與合理性難題。

北汽面對這三大挑戰(zhàn)，分別給出了自己的解決思路：

高壓SiC關(guān)鍵技術(shù)

封裝工藝中，北汽采用塑封雙面冷卻（DSC）方案，相對于標(biāo)準(zhǔn)HPD封裝，DSC芯片減少1/4、功率密度提高28%，封裝拓展更加靈活，壽命提升4倍。

硬件設(shè)計中，PCBA控制電路和驅(qū)動電路采用一體化設(shè)計，提高集成度，體積減小20%；兼容中壓400V和高壓900V平臺。采用片上溫度傳感器和電流傳感器加快保護(hù)的響應(yīng)速度，過溫保護(hù)時間從ms級縮短為μs級，短路保護(hù)時間縮短至1μs 。

針對開關(guān)頻率的研究結(jié)果顯示，隨著開關(guān)頻率的提升，SiC器件開關(guān)損耗增加，電機(jī)諧波損耗降低，在12-15kHz之間系統(tǒng)效率達(dá)到最優(yōu)值。

在熱管理結(jié)構(gòu)中，該功率模塊選擇了先進(jìn)的“三明治”式雙面冷卻散熱結(jié)構(gòu)，優(yōu)化水道高度提升流速，選用高散熱系數(shù)鋁材，應(yīng)用釬焊技術(shù)，散熱能力提升30%，功率密度提升20%?？刂破鲀?nèi)部結(jié)構(gòu)采用分腔設(shè)計，對PCB板及高低壓接口加強(qiáng)濾波設(shè)計，SiC電機(jī)控制器達(dá)到EMC Class-3等級。

在高效扁線電機(jī)的開發(fā)過程中，電機(jī)鐵芯變短，槽滿率提升20-30%，電機(jī)功率密度提升10%以上；通過對電機(jī)轉(zhuǎn)矩、電磁力、高速轉(zhuǎn)子強(qiáng)度、成本、重量等多目標(biāo)平衡設(shè)計，經(jīng)過上萬次仿真優(yōu)化迭代，實現(xiàn)CLTC工況效率最優(yōu)，相對圓線提升1%以上。

NVH挑戰(zhàn)

NVH一直是新能源汽車的重點領(lǐng)域。北汽的NVH開發(fā)采用了Hypermesh/Maxwell/Romax軟件開發(fā)工具，基于自建的NVH開發(fā)V流程，正向開發(fā)NVH性能；通過多目標(biāo)自尋優(yōu)電磁方案設(shè)計和諧波注入技術(shù)持續(xù)降低電磁力，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化降低輻射噪聲，達(dá)到總成1m聲壓級≤78dBA的指標(biāo)，整車NVH主觀評價達(dá)到7.5分。電驅(qū)動總成重點圍繞電磁激勵、結(jié)構(gòu)模態(tài)、齒輪嚙合激勵、加工工藝等方面提升NVH性能。

可靠性耐久挑戰(zhàn)

高壓SiC電驅(qū)動總成的耐久載荷譜研究是解決可靠性耐久問題的關(guān)鍵一步。每個國家由于不同地域特點、法規(guī)以及用戶的駕駛習(xí)慣，真實使用的路面工況對汽車的要求完全不同。北汽基于超20萬用戶路譜數(shù)據(jù)分析并與整車極限驗證路試數(shù)據(jù)對比分析，優(yōu)化電驅(qū)動總成的耐久試驗載荷路譜，考核工況更為精準(zhǔn)、合理。

基于用戶實際路譜大數(shù)據(jù)，分析輸入轉(zhuǎn)速、扭矩及功率的分布情況，用戶常用工況主要集中在中低扭。通過分析不同用戶駕駛習(xí)慣，90%動態(tài)沖擊為中低扭矩（50~130N.m），約為30%峰值扭矩負(fù)荷。

因此，新的控制策略在北汽現(xiàn)載荷譜特征基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，增加了制動能量回收工況、低速高扭、中低扭沖擊及倒車工況，試驗時間由600hrs提高到650hrs，使電驅(qū)動總成耐久考核工況更加合理；載荷譜工況包含了速度交變、扭矩交變、極限車速等工況，電驅(qū)動總成耐久考核標(biāo)準(zhǔn)與實際路譜匹配度更高。

最終的研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的臺架耐久載荷譜工況與用戶及整車可靠性路譜工況比例接近。在完成10余臺臺架耐久試驗驗證后，累積8000小時，電驅(qū)動總成0故障；搭載極狐各階段30余臺車進(jìn)行整車驗證。包含環(huán)境適應(yīng)性、高溫高寒試驗、道路強(qiáng)化耐久試驗和長里程類試驗，累計試驗里程超300萬公里，單車最長里程超35萬公里，電驅(qū)動總成0故障。

總結(jié)

北汽對于新能源汽車投入了大量的研發(fā)資源，旗下“極鋒動力”為北汽集團(tuán)持續(xù)打造具備一流競爭力的電驅(qū)動總成產(chǎn)品。在面向未來的高壓純電平臺動力系統(tǒng)的開發(fā)中，北汽突破了多個關(guān)鍵技術(shù)，特別在新能源汽車的薄弱環(huán)節(jié)耐久載荷譜測試上強(qiáng)化了開發(fā)要求。高性能平臺長久運行可以保證性能不衰減、不失效，是比這項技術(shù)的峰值性能數(shù)字更加需要技術(shù)投入的重中之重，也更有實際意義。