近日,博格華納舉行“蓄勢謀變 創領未來”2022 IAA回顧暨商用車創新科技線上分享會。會上,博格華納首席技術官Harry Husted通過視頻的方式,詳細介紹了此次博格華納在IAA期間展出的商用車電氣化創新解決方案。詳情如下:
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德國漢諾威國際商用車及零部件展IAA是德國歷史最悠久的展會,被稱為商用車界的晴雨表,也是世界上第一大商用車展覽會。本次IAA展會的亮點在于全面展示客車、卡車、專用車及零部件,還包括部分工程機械的產品。
作為全系電氣化創新解決方案的領先供應商,博格華納用于商用車電氣化領域的產品范圍正不斷擴大,幾乎涵蓋了電驅動的所有領域,包括電池系統、電機、集成式電驅動模塊、功率電子和熱管理解決方案。本次IAA展會上,博格華納將商用車電氣化產品分為四大類,分別是熱管理、電能、電驅動和氫氣噴射系統。具體如下:
eFan 電子風扇
新一代的全電動型重卡需要專用的高電壓熱管理解決方案,如eFan系統,用于冷卻電機、電池和電子設備等部件。博格華納利用CFD軟件,計算流體特性,優化風扇設計,大幅提升其性能和效率。高功率電子風扇eFan系統具有可靠、功率密度高和總體效能優的特點。
高壓風扇由一個可靠的電機驅動,該電機的電源是通過逆變器提升整車的電壓提供;該電機的功率密度非常高,額定功率可達40kW,而且體積精巧。同樣,低于3000轉/分的速度也進行了優化;電機采用了液態冷卻的方式,而且采用完全密封式封裝,可以保證可靠的長期運行。
該產品適用于寬范圍的電壓平臺,可應用于燃料電池卡車或中重型電動卡車配備或不配備制動電阻器,從低于650V到850V都可運行,以確保與各種中型和重型(44噸)卡車,帶或不帶高功率制動電阻和/或燃料電池的卡車上不同的高壓電氣系統相兼容。
High Voltage Coolant Heater(HVCH) 高壓液體加熱器
博格華納的高壓液體加熱器采用超緊湊的模塊化設計,熱功率密度高,具有封裝尺寸更小和輕量化的優異特質,可用于座艙加熱,同時能夠確保電動汽車的電池組和電池單元內始終均勻的溫度分布,從而改善電池能效。該產品內置可快速加熱的長壽命電阻加熱電路,其具有較高的熱功率密度和較快的響應時間,進而延長純電動車輛的行駛距離。
不但如此,HVCH內部設計獨特,其采用最新的厚膜元件(TFE)技術,厚膜加熱元件小巧緊湊,在尺寸和形狀上具有很大的靈活性。既能滿足對快速產生熱量的高性能系統的需求,同時由于高壓加熱器的加熱元件和冷卻液之間熱阻很小,因而能實現高效的熱傳遞。高壓液體加熱器適用于電源電壓為250-800伏的應用,功率范圍為3-10 kW。
博格華納的技術完善,該產品可推廣到任何類型的商用車上。目前,已開始與主要原始設備制造商進行商討。
超高能電池系統 AKA System CYC
由9個核心電池模組組成的9 AKM電池組都是專為能量密集型電驅動系統應用而開發,工作電壓高達747V,可儲存98 kWh的能量,并可與所有連接器一起安裝。三個電池組可為4x2卡車提供294 kWh的動力,四個電池組可為6x2卡車提供392 kWh的動力。
該款電池具有結構緊湊、輕量化的特質,可最大限度地提高車輛的有效載荷,預計使用壽命可達4000次,從而使商用電動汽車(eCV)的總擁有成本降至最低。此外,該系統所配備的液體冷卻和多級安全保護系統能夠確保電池組運行的安全性,其擁有的熱管理和隔熱技術,可以使系統在不受環境條件的影響下實現最佳性能。
博格華納是能量密度方面的技術領先者,其多字符串管理器(MSM+)配備超高能量電池組,能夠用作車輛控制單元的單一通信接口,從而減少了客戶對軟件開發的需求。
博格華納的長途運輸解決方案具有堅固耐用、安全可靠、易于擴展的卓越特性,并且AKASystem CYC使用了具有極高能量密度的新型圓柱形電池模塊,其強大可擴展,每千瓦時的購置成本相對較低,為客車和卡車應用樹立了新的能量密度標準典范,牢牢奠定了博格華納作為高能量電池領域創新推動者的地位。
Flat Module Architecture (FMA) 高能緊湊型電池包
高能緊湊型電池包FMA是應用于商用車對各種空間要求極高的模塊化緊湊型電池系統,其模塊化電池系統,可以適用于商用車對空間的各種要求;擁有多級別安全方案,最大限度保障電池組安全。同時,還可以在有限空間框架內實現高效能。
Battery Management System電池管理系統
博格華納的混動及電動汽車電池管理系統,包含著一個連接多個電池管理控制單元的主控制器。其設計目的在于檢測各電池組單元的充電狀態、健康狀況、電池溫度以及精確測量電池包的電流和電壓等。此外,分布式電池組管理單元布局還能起到各電池組之間的平衡作用,可達到較好的充電狀態,優化電池使用壽命,并可以防止充電過量和充電不足,從而提高電池安全性。該系統適用于操作電壓高達800V的電池供電設備,包括接觸器控制和診斷。
博格華納電池管理系統的緊湊型設計有助于車身減重和實現續航里程目標。通過采用分布式布局,主控制器和電池組管理控制單元可以進行解耦,使系統配置和重量分布達到最佳靈活性。
對于電動汽車而言,優化能效和性能比以往更加重要。博格華納的電驅動產品組合可提供一系列技術解決方案,具有模塊化硬件和軟件平臺,適用于可擴展架構,封裝和系統部署。
IPERION-120直流快速充電樁
IPERION-120直流快速充電樁能夠以120kW的功率,可為一輛車全功率充電,也可同時為兩輛車充電,每輛車最大功率為60kW ,就如兩個60kW的充電器合二為一;該充電樁的輸出電壓高達900V,可為800V的純電動汽車充電,也適用于未來新一代電池的功率要求,具有高度靈活性。同時,還有用戶界面可定制且高度直觀、易于使用、用戶安全性高和負荷管理智能化等優勢。
該充電樁兼容歐洲標準充電協議,且符合適用于所有類型車輛和插頭配置的各種連接標準,值得運營商信賴。最為重要的是,充電樁IPERION-120擁有10年以上的平均使用壽命,適用于海拔4000米和溫度在-30°C和+50°C之間的各種工作環境。除了高效、靈活和易維護外,該充電樁還可幫助運營商大大降低持有成本。
IPERION的目標是為乘用車提供支流快充服務,可為中、重型商用車提供夜間充電。IPERION-120直流快速充電樁,可快速在市場上進行供應,交付周期短,計劃在2023年達到800套,到2025年達到3000套。博格華納期望直流快速充電樁可以走入社區停車場,為汽車充電30-40分鐘;或者“安家”公共汽車的停車場,為公共汽車進行夜間充電。
目前IPERION-120直流快速充電樁已投入批量生產,與此同時,博格華納正在擴大產品組合和研發新的功能,敬請期待。
商用車集成式電驅動系統
緊湊型商用車集成式電驅動模塊由電動機、控制器和減速箱組成。其平臺可涵蓋寬廣的功率需求,電機控制器的功率模塊使用了博格華納成熟的雙面水冷Viper模塊技術,在減少半導體面積下,提高了成本效益。這得益于已獲專利的Viper的成熟應用,以確保具備更高的可靠性、適配性和可定制性。
當前的系統功能安全等級已達到ISO26262標準下的ASILC,可具備拓展成ASILD的能力和技術儲備,且軟件具備網絡安全功能。在電機方面,HVH410是作為博格華納久經考驗的高壓電機平臺,其外徑為410mm,且HVH410具有高功率密度,可在緊湊的封裝空間內實現超過超大扭矩輸出。
Cascadia iM-425
Cascadia iM-425適用于重型卡車牽引驅動系統,其集成逆變器、電機降低了系統復雜性和成本;完全獨立的油冷卻系統支持高扭矩和高功率密度,其峰值可達到2600Nm和425kW。同時,博格華納HVH410的電機具有十年的可靠性。
該產品開始于2022年第一季度在有限的可用空間中實現高性能,目前處于小批量生產狀態。
Cascadia iM-225W
計劃于2023年1月開始低批量生產的iM-225W,可以直接安裝標準液壓泵,集成的逆變器-電機可降低系統復雜性和成本。并且,其主電機和逆變器已經過多年現場驗證經久耐用 。可在ePTO動力驅動、液壓泵驅動的中型和重型卡車(垃圾車、割草機和輕型貨車)上應用。
功率模塊及功率開關
Viper是一款基于碳化硅的電源開關,其功率模塊采用雙面水冷,冷卻散熱結構設計得更加緊湊。它由6個Viper功率開關組成,用于管理流向電機的功率,能減少70%的開關損耗,提高25%的功率密度。它將改變游戲規則,助推移動解決方案的商業化。
逆變器是電動汽車必不可少的零部件,它將電池組的直流電(DC)轉化為交流電(AC),為驅動電機提供動力。每個逆變器內都有一個功率模塊,通常由六個半導體電源開關組成,用于管理流向電機的功率。Viper的全部六個開關的尺寸被壓縮,位于兩個小型散熱器之間,用于吸收和分散熱量。這種雙面散熱結構的設計更加緊湊,使得全新一代逆變器比前幾代產品輕40%、小30%。全新碳化硅電源開關也提升了效率,并允許更高的功率輸出,兼容800V的電氣系統。
800V逆變器
800V高能量密度的逆變器設計應用了博格華納自研的可擴展式功率模塊(Viper 系列),結合增強的散熱設計,實現了應用升級。與之前相比,具有更輕的重量、更小的尺寸設計、更高的壓力驅動循環效率和更高的功率密度和易于擴展的設計等優勢。支持70%峰值電流的持續運行工況,而傳統的應用通常只能持續工作在40-50%峰值電流。此外,SiC功率半導體的應用,使得這款逆變器產品相比傳統的硅基逆變器有更高的轉換效率。
博格華納逆變器產品具有高性能、可靠性和可擴展性,整體產品價值獲得了良好的用戶口碑。
作為氫氣噴射系統技術方案的提供者,博格華納與OEM廠商在汽車領域的合作非常廣泛,包括乘用車、公路用車、非道路應用以及重型商用車等。可為各類客戶提供單個部件或完整的交鑰匙解決方案,該方案是整個氫氣噴射系統的集成---包括控制器、軟件和標定。
氫氣發動機技術是一項可快速上市的動力總成系統解決方案,包括現有解決方案的改進、轉換,只需對傳統內燃機進行輕微調整,便可輕松實現技術轉型。該產品適用于所有類型商用車。但由于氫的密度大大低于汽油和柴油,因此需要設計一套全新的燃料存儲和包裝方案,以滿足發動機的噴射系統的要求。博格華納在噴射系統領域已積累多年經驗,并積極致力于低、中、高壓環境下的氫組件應用,包括進氣道噴射和直接噴射等解決方案。
作為全球汽車制造商的供應商和技術合作伙伴,博格華納領先的部件和系統解決方案源于對驅動需求的深入理解,而這背后蘊含著130多年的技術沉淀和經驗積累。公司很早就預見到了電氣化的趨勢,并且認為汽車行業會不斷發展,逐漸轉變為使用更清潔、更高效的能源。博格華納憑借在乘用車領域所擁有的廣泛專業知識,研發出各種針對商用電動汽車的先進技術解決方案,并且能夠根據輕型、中型和重型卡車以及非公路應用的特殊需求進行定制。
來源:蓋世汽車
作者:忻文
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