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近期,在一汽解放2026全球合作伙伴大会上,商车邦看到了一个新产品和新名词“电驱箱”,并且一汽解放还推出了多款匹配电驱箱的新能源整车产品。什么是电驱箱?与电驱桥有何不同?两者相比谁更有优势?商车邦以一汽解放此次展出的电驱箱为例进行技术解析,并与电驱桥进行对比,来介绍两者各自的竞争优势。

电驱箱的结构特点

商车邦将中央电驱动的动力总成技术发展划分为三个阶段:

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某品牌中央驱动,通过法兰盘连接电机和变速箱

1、简单集成阶段。电机和变速箱由不同厂家进行设计生产,两者没有标准的安装接口,无法直接安装。商用车企业的工程师设计一个法兰盘,即一边固定电机,另一边固定变速箱,通过拼装的方式组成纯电动力总成。但是法兰盘会增加重量和动力总成的长度,只能是过渡方案。

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斯堪尼亚的纯电动力总成,采用一体化设计

2、一体化设计阶段。由商用车企业根据使用场景需求来统一设计纯电动力总成,电机和变速箱有安装接口,并且变速箱设计了4个或6个挡位。这种动力总成有4种或6种驱动策略,换挡时会出现动力中断,有明显的顿挫感。

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解放电驱箱的两个油冷电机采用并排布置

3、电驱箱阶段。为了应对更多的使用场景和更加复杂的道路工况,一汽解放设计出电驱箱,将两个油冷电机、两个四挡变速箱高度集成在一起。具备体积小、能量密度高、挡位多、驱动策略多等优点,可应对多种使用场景。

电驱箱的技术优势

目前电动重卡的中央驱动大部分采用水冷电机,优势是价格便宜、结构简单,但是缺点是散热效果差(水套只能给定子散热,无法给转子散热),以峰值功率驱动1分钟之后,电机就会高温限扭,无法满足车辆满载或重载爬长上坡(5公里以上)的工况。电驱箱则是采用油冷电机,即在转子中间钻一个长孔,油液通过油泵加压后对定子和转子进行强制冷却,提升定子的散热效率,在相同的峰值功率下可以提高持续功率。

例如:一汽解放推出的重型电驱箱,电机持续功率为200kW,峰值功率为300kW,前者是后者的66%;相比之下,水冷电机仅为50%,即持续功率为150kW。

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搭载自主电驱箱的解放J6P牵引车

电驱箱的每个电机驱动一个变速箱,而变速箱通过2个换挡机构形成4个挡位,最后再将两条动力汇集在输出轴。另外,在换挡时可采用错开换挡的方式,保持动力不中断,成功解决了换挡顿挫感问题(工作原理与双离合变速箱相同)。在换挡策略上,可以根据各种使用场景、复杂工况来实现多种策略。

1、车辆在满载时,两个电机在1挡同时驱动车辆起步,然后逐步升挡加速,最终在双4挡时达到最高速度;

2、车辆在不同载重、不同速度、各种复杂工况下行驶时,可以通过错开挡位来实现多种驱动策略,最终达到最佳节能效果。例如:A电机4挡、B电机3挡;A电机3挡、B电机2挡;A电机4挡、B电机2挡,等等。

3、在车辆空载行驶时,只使用1个电机进行驱动,只有在起步、急加速、爬坡时,另一个电机才会短暂介入,相对于双电机同时驱动可节约10%左右的电量。

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J6P重载自卸车,匹配600kW电驱箱

电驱箱和电驱桥对比分析

目前电动重卡分为中央电驱动和电驱桥驱动,前者最大的优势继承了传统重卡的后桥、悬架等零部件,有利于降低整车成本、提升整车的可靠性;而电驱桥最大的优势是传递路径短、结构紧凑,可腾出车架中间的空间来布置动力电池,是未来电动重卡的发展方向。商车邦从以下5个维度将两者进行对比分析。

1、传动效率。由于电驱桥的动力链最短,传动效率更高。而电驱箱还是中央驱动,需要通过传动轴驱动后桥。根据经验公式:每增加1节传动轴(包括1个万向节),传动效率就要损失1%。因此在传动效率方面,电驱桥更胜一筹。

2、驱动策略。目前电驱桥的变速箱挡位有限,通常是2挡、3挡、4挡,单桥最多有4种驱动策略。如果是双桥车型,可以根据工况采用不同电机数量,形成多种驱动策略。而电驱箱理论上可以形成16种驱动策略,实现“精准驱动”,可以应对各种复杂工况。

3、整车功率。单电驱桥(4×2车型)可布置两台电机,峰值功率550kW;双电驱桥(6×4车型)可布置三台电机,峰值功率825kW。电驱箱由于受车架宽度的限制,最大宽度650mm,只能布置两台峰值功率300kW电机,因此峰值功率为600kW。在整车功率方面,对于4×2车型,电驱箱占优势;而对于6×4车型,电驱桥占优势。

4、维修便利性。由于电驱桥高度集成,已经将车架中间的空间占满,因此一旦出现大的故障,必须拆下整桥。由于大部分卡车维修站还不具备拆解维修电驱桥的能力,通常是整桥更换。另外,电驱桥的电机、变速箱等零部件离地间隙不到300mm,在非铺装的恶劣道路工况下,很容易发生磕碰;相比之下,电驱箱的维修便利性更好,可以单独将电驱箱从整车上拆下来,然后进行拆解维修。另外,电驱箱的离地高度超过600mm,不会发生磕碰。

5、行驶平顺性。由于电驱桥安装在悬架下方,属于簧下质量,车辆在恶劣道路行驶时,将对车架、驾驶室等造成较大冲击,从而引发车辆的抖动。相比之下,电驱箱则要好很多,通过四点悬置安装在车架中间,没有给整车增加簧下质量,有利于提升车辆行驶平顺性。

根据以上分析,在高速公路、国道、省道等铺装路面行驶时,电驱桥具备竞争优势;在西南区域某些恶劣工况行驶时,例如山路、泥路、施工道路等,则电驱箱具备竞争优势。

商车邦认为:国内新能源商用车使用的地域广泛、道路工况复杂,对于驱动系统有着不同的需求,电驱箱和电驱桥具备不同的技术特点,需要精准对应不同的使用场景,才能发挥出各自的竞争优势。