长安双电机电驱系统解读

1、双电机电驱系统：高度平台化、高集成度、超紧凑设计

高度平台化：采用P13双电机+串并联PHEV构型，可拓展至REEV、HEV。

P1+P3混动系统从结构原理和控制策略上并不复杂，发动机+P1发电机+P3驱动电机+单挡减速器，有电时用电，没电时增程，高速或需要大功率时进行并联驱动。

这套系统最突出的是高效驱动电机：高槽满率Hair-pin扁线、高极对数、盘式电机（非轴向磁通）、1300Hz控制频率、最高效率97.8%。

2、参数

• 结构型式：P13双电机串并联

• P3速比：8.354-9.953

• 发动机（P1）直驱速比：2.599-3.134

• 长宽高：398×568×528mm

• 重量：110kg

• P1发电机峰值功率/峰值扭矩：99kW/210Nm

• P3驱动电机峰值功率/峰值扭矩：158kW/330Nm

• 工作电压范围：200～450V

• 电机冷却形式：油冷

3、高效率电驱系统

比亚迪DMi采用的是双轴双电机布局，两组电机分布在两根平行轴上，启源这套P1+P3是采用了双电机同轴布局，也就是串联的方式。电子电器与机械组合设计，综合效率95%，P3路径综合效率优于竞品1.1%。

左侧（蓝色部分）为P3电机，右侧（蓝色部分）为P1电机，P1电机的转子连接离合器，同时将离合器整合在电机内，转子通过离合器直连发动机曲轴，通过离合器来实现与发动机耦合与断开。右下角则是它的主减速器，直连轮端。

4、高效发电机

发电机采用8层hair-pin扁线技术、12对极高载频技术、变频控制技术、结构紧凑，应用变频控制，提升发电效率0.5%。

5、高效机械部件，机械效率98.4%

为了实现更好的传动效率，启源采用的是“球-柱”轴承，而非锥形轴承。锥轴承的优点在于成本低、承受扭矩大，但缺点就是效率。而“球-柱”轴承的效率更高，例如启源在包括差速器在内，全部采用了球柱轴承，效率达到了98.4%，相比竞品高了1%。

▲球-柱轴承实物

整体来看，高效球-球/柱轴承组合，轴承损失降低35%，常用工作区域mini map效率提升1%。

另外整机采用低拖拽技术，超低离合器拖拽技术降低70%损失；低油面设计降低40%拖拽损失。

6、P1电机和发动机直连设计，齿轮传动损失减少9%以上

为什么P1发电机的转子能跟发动机直连？

一般电机转子转速轻松超过1万转，而发动机转速只有五六千转，一般无法直连。

P1发电机采用了8层12对极设计，让电机在6500转就能达成1300Hz的频率，从而实现高功率输出。

因为电机频率是指电机运转时电压、电流、转速等发生周期性变化的频率，额定频率决定了电机的转速和功率的上限。因此电机转速可以和发动机转速同步，不需要极高转速就能大功率输出。

相比采用4对极设计的电机，达到相同频率需要接近2万转，所以才需要在电机和发动机之间增加一组增速齿轮。

长安这套P1电机的实物采用8层绕组，虽然体积很小，实际输出也能达到100kW，在需要强动力时，也可以当一台动力电机使用。因为它的转子直连发动机，根据软件设定，在电池SOC保持80%以上，当全力加速且时速到60公里/小时以上时，P1电机也会和发动机同向转动，增加发动机曲轴扭矩，实现三动力源同时输出。

▲图中为P1电机，右侧集成了离合器

7、高集成度、超紧凑设计

行业首发“电机转子+离合器+传动轴”集成设计，同级别最紧凑的双电机集成布置，Z向高度行业同级别最小，体积较竞品小26%，覆盖从A级到C级的主力产品。

因为串行布局+离合器集成设计，整套电驱只有三根轴，一条驱动电机轴、一套直连发动机的输入轴、以及一条连接主减速器的中间轴，在三根轴上用六组齿轮完成了全部的传动，也就是“三轴六齿”（竞品一般是四轴八齿）。

▲P1电机直连发动机曲轴，取消了中间齿轮

双扁线电机同轴串行布置，总成高度和长度同级别最短，行业同构型最轻，实现了小型化，总成的长度398mm、宽度518mm、高度是528mm（含控制器），相比竞品低81mm，重量为110kg，行业同级别最轻。

对比竞品总成长宽高为390、681和604mm，重量150kg，尺寸和重量的优势明显。

8、高效驱动电机技术

全球电混首发10层Hair-pin扁线电机，高槽满率、低损耗、精准喷油、超高功率密度、高效率、高持续功率、低噪声驱动电机。

启源这套混动系统采用了混动行业首发的10层扁线电机，拥有158kW的峰值功率（DMi是145kW），最高效率达到了97.8%。（下图右侧为启源10层电机，左侧是6层扁线电机）。

因为电流的集肤效应，电流在导体中穿行主要集中在导体表层。1层铜线有1圈外表面，10层铜线就有10圈外表面。显然多股铜线比单股铜线的过流量大。电机绕组越密，铜损越低，带来更大的功率密度和更高效率。

启源的功率密度达到了7kW/kg，DMi是6层绕组，功率密度5kW/kg。

DMi如何通过6层绕组实现了145kW的功率输出呢？是增加了一套升压装置，通过提升电压的方式来提升功率输出。如果有更简单的方案来实现不错的效果，那自然没有动力去做8层或者10层绕组。事实上目前混动界做10层扁线电机的企业很少，主流是6层，用8层的就不多，纯电动车里特斯拉用了10层扁线，长安是混动界首家用到10层的。

10层绕组难点：

（1）扭头工序：铜线是一圈圈扭转固定在电机的定子上，要通过扭头工序来保证铜线摆放位置足够精确，槽内要容纳720根线，点间距不超过2mm，而6层电机只需要432根线。此外要完成10层电机的绕组，需要13台伺服电机协同完成（一般6层电机只需要7-8台）。

（2）焊点多：每台电机上有360个焊点，每个焊点之间相距不超过2mm。一般8层以下电机通常只需要1套影像设备+1套机器人来完成，而启源要完成10层电机的焊接需要2套雅马哈机器人+2套影像设备同时工作，硬件投入大，还需要做好软件控制，减少设备之间的相互干涉。

（3）硅钢片：长安这套系统电机的硅钢片厚度为0.27mm，硅钢片越薄，涡流损失越小，铁损越低，比友商0.3mm硅钢片，电机效率能提升了0.3%。

从实物对比看出：10层电机的定子轴向仅有54mm，而6层电机定子轴向尺寸95mm。更扁的造型有助于减重，也减少了电驱总成的轴向尺寸。

▲长安10层扁线电机

▲竞品6层扁线电机

10层电机定子直径更大厚度更薄，6层电机的定子直径更小，厚度更高。

9、多因子交互主动冷却润滑系统

针对电机高温点进行精准打靶喷射，实现电机温度的动态精准控制，电子油泵转速与车速解耦，全面覆盖低速大负荷、长时间高温蠕行等传统冷却痛点工况；电子油泵精准主动喷油润滑冷却技术，集成式电机/齿轮注塑喷油管技术，按需动态喷油，油泵功耗降低23%。

启源的油冷设计首先让油泵转速与车速解耦，而且不是让机油按照一个固定的油路走，而是通过有很多喷淋孔的四根集成油管实现“定点喷淋”，不管是电机还是齿轮，按需控制，哪里温度高就喷哪里。

转子还可以向外甩油，让定子、转子都能通过机油来降温，官方称之为“精准打靶双重冷却”。再加上通过内外循环的快速调温和精准温控，从而让电机始终工作在60℃左右，在高温下电机性能也不会衰减。

▲黑色管状物体为集成式喷淋管

电机工作温度越低越好（电阻低），另一方面，温度过低也会让机油变粘稠增加搅油阻力，因此60℃是一个平衡的选择，这个温度下电机能保持综合效率最高。

10、低损耗、高NVH、强算力

低损耗：低交流铜耗10层绕组、低铁损薄硅钢片、激光焊接绕组、磁钢双V转子拓扑结构。

NVH：磁钢斜极角度寻优、转子辅助槽、定子6点支耳式安装、电控谐波注入、电控变载频技术。

电机功率密度更大，对电机相关配套的要求也更高，电机控制器算力要更强，启源采用的是四核、每核算力300兆赫兹的TC387芯片作为MCU主芯片，对比竞品两颗单核芯片的配置，算力至少提升了50%，不仅能让电机转速和扭矩控制更合理（降噪节能），而且也为电机的智能控制奠定了算力基础。

▲双电机控制器实物

11、小结

虽然长安入局P1+P3相比DMi有两年的时间差，但后发也有后发的好处。在硬件、软件上都体现出了更高的水平，甚至听说在成本上相比DMi也更有优势。更小巧、更集成、结构甚至更“简单”，背后是更精密的制造工艺、更丰富的软件标定，以及更贴近用户需求的逻辑。

据传比亚迪混动也迭代了新版本DMi5.0，近期将会搭载实车，我们期待对新技术进行解析，同时也希望中国新能源混动领域能够继续呈现百家争鸣、百花齐放的的竞争态势，在给用户提供更具性价比产品的同时，共同铸就中国新能源汽车的核心竞争力，在内卷国内市场的同时，也要放眼全世界竞争大格局，助力国家经济高质量发展。

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