XPT蔚来驱动科技基于四驱EV的辅驱电驱动方案研究
导读：电机驱动与控制是电驱动行业发展离不开的话题。如何提高电驱动技术和方案，是每个电驱动企业和行业发展不断探索的路径。本文基于XPT蔚来驱动科技在电驱动领域的探索，探讨其在四驱EV的辅驱系统中所提出的创新思考和解决方案，从而为电驱动产业的发展提供一些发展思路。
一、XPT在电驱动领域的探索
2015年，XPT成立，最初作为蔚来汽车的三电系统供应商，致力于打造智能化的电驱动平台。围绕着电驱动系统，XPT研发并量产包括电机、逆变器和变速箱等相应的EDS电驱动系统核心部件，提供环保、高效、安全的智能化电动力平台解决方案。
（1）核心产品
初期：同时研发了感应电驱动系统及永磁电驱动系统，两类产品服务均涵盖电机、电控和变速箱。
现阶段：提供一体化集成的EDS电驱动系统，集成高性能电机、齿轮箱和电机控制器，提供永磁+感应双电机解决方案，兼顾爆发力和耐久力，同时提供平行轴和同轴布局方案，
涵盖电动汽车所需的核心部件，同时也提供相关电驱动产品的软件咨询、工艺制造开发的咨询和电子料的供应链咨询服务。
（2）研发创新
　蔚来汽车
XPT研发总部设置在上海，先进制造中心则在南京。目前，南京工厂已建成30万台/年产能的电驱动生
产线以及ESS储能系统产线，是全球极具规模的高性能电机及电控系统生产基地。在南京、上海、合肥形成一线多点的制造布局，拥有全球数百位工程师、设计师、专业人才，共同参与产品研发、设计和制造。
二、基于四驱EV的辅驱电驱动方案研究
电动车分为两驱和四驱，搭载XPT电驱的蔚来汽车都是四驱。传统燃油车也分为两驱车、四驱车，四驱车还分为全时和实时四驱；四驱技术的核心性能就是保证动力性、经济性和安全性，在任何路面都能游走自如。
（1）辅驱电驱动的应用场景
1、需要澎湃动力的场景下
相对于一般在1.6吨到2吨的两驱车，其百公里加速在7s-8s左右，而高性能的四驱电动车百公里加速则是在4到5s甚至到3s，这种加速性能的提升离不开四驱的应用。
2、需要减少倒拖损耗的场景下
XPT研发总监毕路先生曾在演讲中分享，四驱车在85%以上的行驶工况下其实需求功率是非常小的，
通常只需要一个电机工作，只有在加速的时候会让辅驱介入。而当主驱工作的时候辅驱是被倒拖的，于是不可避免会有倒拖损耗，所以就需要在四驱的情况下辅驱能有相对较低的倒拖损耗。
3、需要提升电动车安全性能的场景下
随着大批量生产，不可避免电驱动会发生故障概率。如果是双驱动系统，有另外一个辅驱作为动力补充，那当单一动力系统出现故障以后，可以有效降低对用户的影响。例如传统的四驱系统功能使其在雨雪天轮子打滑的时候可以更好的使车辆脱困，这对四驱电动车同样如此。
（2）辅驱电驱动的应用条件
基于上文所说，85%的使用工况是只需要主驱系统的。XPT官方相关测试结果显示：一般电机在9000转，基本在车速80-90公里/小时的时候其电机的损耗接近2kw，这是完全的能量损失，就是说在大部分工况运行的时候只有主驱驱动，辅驱不仅不提供动力而且是作为一种能量损耗的器件存在。因此，辅驱作为补充方案，在满足高效率、高舒适性的前提下首先需要控制成本。
（3）常见的辅驱电驱动方案
针对四驱系统，目前行业内常用的一些辅驱方案：
1、前后永磁电机
2、异步电机加永磁电机（如大众MEB，特斯拉的Model3/Y，包括蔚来汽车均采用该配置方案）
3、前后永磁电机，但前电机中间（如输入轴和中间轴以及差速器上）增加断开机构
方案1在基于相同峰值性能下辅驱的同步电机相对异步电机成本较高，包括它的拖拽损耗也相对较高；方案3在变速箱的机械系统里加入了电控系统，构成强耦合的机电耦合系统，实现起来有较高的复杂性，相对而言成本也比较高。而XPT以及部分造车企业之所以选择方案2，“前永磁，后感应”的双电机配置，这是源于永磁电机拥有更长的续航能力，感应电机拥有更强的性能表现。
（4）基于辅驱系统的产品研发
在用作辅驱的异步电机板块，从产品性能看，XPT有100kw到300kw不同的产品。外形不变，接口不变的情况下可以根据电流的大小和芯片的变化以及电机的长短形成了
100-300kW，扭矩270-500Nm，EMC至少class3级别的异步电机产品。
三、XPT对于辅驱电驱动方案的技术创新与探索
蔚来ES8的异步电机最早用的是插铜技术，但在更高的动力性和经济性平衡的考虑之下，开始进行铸铝转子的创新研究：
（1）材料创新
传统工业铸铝电机用的都是工业纯铝，再使用压铸技术，这种技术的性能在效率和结构强度上会有很大的不足，在研发探索中，XPT开始研究新的材料配方，在工业纯铝里面加入一些辅助材料，从而有效提升它的电导率，从而提升电机的效率、降低发热；同时，通过新材料配方，也可以提高整个系统的屈服强度，抗拉强度，达到所要的的高转速需求。
（2）寿命可靠性
在电动车的应用中，当热提升以后，保证产品的寿命是一大挑战。同样其研发团队已经在针对不同的材料配方开发不同的工艺的，从熔炼的温度选择、冷却的速率等等着手，寻既能满足电导率能力，提升屈服强度和抗拉强度，同样保证使用寿命的方法，这也是目前XPT在开发中需要解决的重要难题。
（3）批产稳定性