宝马新iX3三电技术
近年来,随着特斯拉等新造车势力在电动车领域的异军突起,传统车企的光芒似乎被掩盖了大半。但其实大部分一线传统车企都在纯电动领域有着深厚的技术积淀,宝马也自然位列其中。宝马对于纯电动车的探索始于数十年前,而据上一次推出跨时代的i3和i8两部产品已过去近十年。在这十年中,宝马并非止步不前,而他们最新的研发成果就是如今活跃在市场上的iX3。作为宝马新时代纯电技术的结晶,iX3在电子电气技术方面有哪些独到之处呢?下面就来为您详解。
宝马iX3在2020年开始在中国沈阳量产并返销全球,紧接着在2021年下半年便完成了一次中期改款,对外观内饰进行了全面革新。这些看得到的变化并非本文着墨的重点,我们将目光聚焦于新车的三电系统方面。了解宝马iX3的人大多了解两个数字,500km和6.8s,前者是新车的续航里程、而后者是新车的0-100km/h加速时间。在这两个数字背后,有大量的全新电子电气技术进行着支持。
宝马iX3基于CLAR平台打造,这一平台在设计之初便考虑到了兼容各类动力。以X3为例,其支持纯燃油、轻混、插电式混动以及纯电四种不同的动力类型,所以其实并不存在“油改电”一说。其中非常直观的一点佐证就是iX3的离地间隙以及车内乘员/行李箱空间相比燃油版X3没有缩减,这便是兼容平台比“油改电”带来的明显优势。
第五代eDrive电驱系统是宝马iX3在宣传中被无数次提及的,iX3也是首款搭载该系统的车型。第五代eDrive电驱系统的特点总结下来主要有两点:集成化和可持续。我们先来了解集成化的部分。
第五代eDrive电驱系统全貌(图1)
第五代eDrive电驱系统拆解图(图2)
上图中的图1是第五代eDrive电驱系统的全貌,它采用了高度集成化的设计,将电机(图2左)、传动器(图2中)、逆变器(图2右)三大部件集成在一个电驱模块中。这样做的优势之一是降低质量--新一代eDrive系统的功率密度比前代提升了约30%;优势之二是减小体积--被放置在后桥的eDrive电驱总成并未占用后排乘坐和行李厢空间;优势之三是高效--电机输出轴、传动器输入/输出轴与驱动轴为相邻平行设计,传动距离短、损耗小,传动效率自然有了明显提高。
电机定子采用扁线绕组以降低电阻、提高效率
第五代eDrive电驱系统的第二大特点是可持续。目前市面上的主流车用电动机有交流感应异步和直流永磁同步两种,其中前者有功率大的优势,但缺点是效率低、调速困难;后者的效率高、调速响应快,但在高负载下容易引发永磁体退磁现象(因此限制了功率),同时永磁体(钕铁硼)中需要用到稀土材料,不利于可持续生产。第五代eDrive系统创造性的采用了无稀土设计的交流同步电机(励磁同步电机),利用直流电使转子产生固定电磁场,并与定子通过交流电产生的三相旋转磁场同步旋转,兼顾了大功率、高效率、调速快的优点,生产过程中不使用稀土也保证了环境的可持续。
这台全新的交流同步电机最大功率210kW、峰值扭矩400N·m,能量回收最大功率134kW,最大转速17000rpm,综合效率可达93%。这台电机便是宝马iX3 0-100km/h加速时间 6.8秒、极速180km/h(电子限速)背后的功臣。从上图左边的表格不难看出,电机在车辆时速为0-60km/h(对应电机转速0-4500rpm)时为恒扭矩区间(始终保持400N·m的峰值扭矩),时速60km/h(对应电机转速4500-15000rpm)以上进入恒功率区间(始终保持210kW的最大功率),在全速域都有着出色的性能表现。
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