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大众ID.4 X三电技术解析

发布日期：2021-08-23

在纯电动时代，三电系统是考察一辆车最核心的标准，电动汽车的“三电”是指：电池、电机、电控，这是电动汽车的关键技术，“三电”技术也是电动车区别于传统汽车的新技术。在这三项技术中，电池又是最主要的，它影响到汽车单次充电的行驶里程、汽车生产成本等。今天我们就通过三电技术来了解大众ID.4 X。

大众ID.4 X基本参数

大众ID.4 X电机系统

电机是新能源汽车驱动系统的关键，它的性能直接关系到新能源汽车整车动力性能。新能源汽车电机追求高功率、小体积、高转矩、高转速（高功率密度、高转矩密度）。新能源车用电机经过多年的发展，并伴随电机工艺及设备的成熟，电机绕组由之前的圆铜线设计逐渐向扁铜线绕组设计发展。

大众ID.4 X的电机系统有两种组合，后驱版本：永磁同步电机，四驱版本：异步电机（前轴）、永磁同步电机。电机采用三合一结构：电机、控制器、减速器，同时引入6层Hair-pin电机绕组技术，使其功率达到150kW（永磁同步电机）。而且电机的体积、重量也大幅度降低，有利于车辆续航里程的最大化。

Hair-pin发卡绕组电机特点

槽满率高

发卡电机有效铜的面积可以提高20%以上，传统电机有效铜槽满率只有45%左右，发卡电机能做到70%左右。永磁电机损耗由绕组铜耗、铁耗、风磨杂散、磁钢涡流损耗，其中绕组铜耗占比50%以上，铜耗大小又和绕组电阻成正比，减小绕组电阻能直接降低铜耗、提升电机效率和功率密度。

散热性好

绕组表面积大，散热面积大。绕组匝与匝之间接触面积大，热传导更好。绕组每匝之间空隙小，热传导更好；绕组和铁心槽之间接触良好，热传导更好。通过温度场仿真，相同设计的扁铜线电机绕组温升比圆铜线电机低10%。

绕组端部短

线圈端部结构更紧凑。相比散嵌绕组，端部高度低很多。

大众ID.4 X电池系统

大众ID.4 X的电池组有两种规格：57.3/83.4kWh，分别对应续航里程402/555km。电池组电芯（NCM811）由宁德时代提供，NCM 811（镍钴锰三元锂电池）简单的来说就是在之前的三元锂电池基础上面，将电极的材料变成了8：1：1，这种电池在一定的程度上面可以保证电池的能量密度，可以提升电池的续航里程，以及电池的使用循环寿命、安全性等。但“811”电池为了提高电池能量密度，增加了正极材料中镍材料的占比，而缩减了钴和锰的占比，所以它的稳定性与安全性相对于“523”电池与“622”电池来说，安全性与稳定性更差，使用寿命也相对更短，发生燃烧的危险性也相对更大。

大众ID.4 X 83.4kWh电池组最高能量密度为175Wh/kg，最大输出功率260kW。同时BMS电池管理系统和安全切断开关都集成在电池组内，那么电池组的强度显得尤为重要，大众ID.4X电池组的下壳体采用铝合金型材横梁，纵梁焊接，下壳体护板也采用了高强度铝冲压件，大大增加了下壳体的强度。上壳体有三层保护层：蜡涂层、密封圈、密封胶。

上下壳体之间采用了FDS技术（旋转攻丝铆接技术，发明于1990年，1996年首次应用于莲花轿车车身框架的连接。由于采用手持夹具进行装夹，整个装配过程的时间和精度不好控制，使得该工艺使用受到限制。20世纪90年代末，WeberSchraubautomaten为EJOT公司开发了RSF20S螺钉驱动系统，RSF20S的问世实现了FDS工艺的自动化生产，并增大了可连接板材的厚度，于 2000年首次用于Audi A4后轮罩连接。在过去五年中，许多欧洲汽车厂商开始使用FDS技术，如捷豹XK和X150，奥迪R8, A8, TT Coupe,A6等，其中新奥迪A8上有多达740个流钻螺钉）