Автопроизводители стремятся ускорить поставки масштабируемых 3-в-1 eDrive систем

Ожидается, что партнёрство компаний позволит создать высокоинтегрированные модульные архитектуры, необходимые для объёмных автомобильных приложений.

Электрические и гибридные транспортные средства должны стать более доступными для потребителей и более прибыльными для производителей. Чтобы это произошло, поставщики должны найти новые и лучшие способы сделать электрическую тягу экономически более выгодной. 

Стандартизация систем электропривода со встроенными инверторами и двигателями — объединение электродвигателя, коробки передач и силовой электроники в единый пакет — может снизить стоимость, вес и упаковку для производителей автомобилей. В свою очередь, это сделает электрификацию более доступной. 

С этой целью GKN Automotive и Delta Electronics из Тайваня, глобальный поставщик импульсных источников питания и продуктов для управления температурными режимами, объявили о своем сотрудничестве, направленном на обеспечение более быстрого ускорения интегрированных систем eDrive следующего поколения 3-в-1. Электродвигатель и инвертор, поставляемые Delta Electronics, интегрированы с eMotor и односкоростным трансмиссионным модулем GKN Automotive в решении «3 в 1». GKN Automotive программное обеспечение уровней 2 и 3 — сертифицировано и позволяют  управлять полной интеграцией системы. 

По словам этих двух компаний, в течение трех лет новые модули eDrive 3-в-1 будут доступны для запуска производства многих типов автомобилей, от городских автомобилей A-сегмента до представительских автомобилей D-сегмента и внедорожников. Агрегаты будут поддерживать диапазон выходных крутящих моментов от 2000 до 5800 Нм при номинальной выходной мощности от 80 до 155 кВт.

При использовании тихого электрического двигателя снимается высокочастотный шум, вызванный коробкой передач. GKN заявляет, что снижение шума, вибрации и резкости (NVH) возможно с его новыми механизмами основанными на порошковой металлургии (PM), разработанными для модульных платформ трансмиссии электромобилей или гибридных электромобилей. Компактная установка eDrive с электродвигателем, коробкой передач и инвертором в одном корпусе также может быть оптимизирована для подавления шума и вибраций, обеспечивая более высокую точность и эффективность, чем силовые агрегаты, включающие отдельно упакованные элементы (для максимального удобства в эксплуатации, инвертор сохранит свой собственный отдельный корпус в устройствах 3-в-1).

Гибридная топология

Говорят, что системы eDrive компании GKN Automotive способны обеспечивать либо полную электрическую, либо гибридную электрическую мощность для поддержки существующего двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Гибридно-электрическую топологию можно охарактеризовать расположением основных компонентов гибридно-электрической системы на транспортном средстве: 

• P0: Электродвигатель подключен к ДВС через ремень, как вспомогательный привод.
• P1: Электродвигатель напрямую связан с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания.
• P2: Электродвигатель прикреплен сбоку (через ремень) или встроен между ДВС и трансмиссией; он отделен от ДВС и имеет ту же скорость что и двигатель внутреннего сгорания (или кратную ей).
• P3: Электродвигатель соединен через шестерню с коробкой передач; электрическая машина отсоединена от ДВС, и ее скорость в несколько раз превышает скорость вращения колеса.
• P4: Электродвигатель соединен через шестерню на задней оси транспортного средства; он отделен от двигателя внутреннего сгорания и расположен в приводе задней оси или в ступице колеса.

 Архитектуры P0 и P1 не допускают механического отключения электродвигателя от бензинового двигателя. С другой стороны, конфигурации P2, P3 или P4 позволяют отсоединять электродвигатель от двигателя через сцепление. 

Высокая эффективность архитектур P4 с приводом от электрического моста сделает их центральными для наиболее чистых электрических и гибридных стратегий в будущем. В гибридно-электроприводных системах P4 электродвигатель отсоединяется от ДВС — инвертор и мотор соединены в компактный модуль трансмиссии, который подает крутящий момент непосредственно на задние колеса и восстанавливает энергию непосредственно с колес при торможении (рекуперативное торможение).

Ожидается, что для обеспечения наилучшего баланса затрат и производительности на односкоростные системы будет приходиться 94% объёмов P4 eDrive. По прогнозам GKN, к 2026 году ежегодное производство систем электропривода P4 достигнет около 13 миллионов единиц. 

В заявлении GKN Automotive говорится, что они ведущий в мире поставщик систем электропривода P4. На следующем этапе её стратегии электрификации будут созданы высокоинтегрированные, модульные, масштабируемые архитектуры, необходимые для транспортных средств большого объема. Стандартизация этих систем сделает электрификацию более доступной и позволит OEM-производителям предлагать для потребителей оптимизированную электронную мобильность «по разумной цене».

Правила

Регулирование остается основным пунктом электрификации в Европе и США, а штрафы за выбросы CO₂ представляют сильный финансовый стимул для автопроизводителей. Согласно правилам ЕС, автопроизводители должны снизить средние выбросы CO₂ от транспортных средств в своем автопарке до 95 г / км или столкнуться с штрафами, которые могут составить сотни миллионов, даже миллиардов евро. Прогнозы отрасли показывают, что к 2026 году каждый десятый проданный в мире автомобиль будет электромобилем-аккумулятором. 

Вместе, GKN и Delta, будут инвестировать около 100 миллионов фунтов стерлингов в год (около 130 миллионов долларов) в разработку стандартизированных решений eDrive для следующего поколения транспортных средств с батарейным питанием. Они говорят, что их новое решение охватит большую часть будущего рынка eDrive, который, согласно прогнозам IHS, к 2030 году составит более 12 млрд фунтов стерлингов (примерно 15,6 млрд долларов).