舍弗勒和AVL的
48V 轻混案
NO. 182
舍弗勒48V电桥解决方案
舍弗勒48V电桥可以应用在不同的整车架构中。纯电行驶和能量回收
完全由48V电桥完成。
为了启动发动机，仍然需要12V起动电机。另外，传统动力总成和电
桥分别驱动前、后桥，实现电动四驱功能。在后驱车型中电桥安装在
后桥前端，由后桥差速器的法兰支撑，并与万向轴保持同轴。
电桥所产生的扭矩通过万向轴和后桥差速器传递到后轮。 在前驱车
型中电桥安装在变速箱后端，通过法兰连接在变速箱壳体上。电桥所
产生的扭矩通过变速箱中间轴传递到前桥，从而驱动车辆行驶。
对于具有更高驾驶动态响应要求的高端车型，可以采用带扭矩矢量分
配功能的舍弗勒48V电桥。它可以提供48V电桥的全部功能并增加后
轮的扭矩矢量分配功能，从而具有更好的驾驶性和动态响应特性。
舍弗勒48V电桥包括一个电机、两级行星齿轮以及连接齿轮和万向轴
的电子机械式换档机构。电机的功率电子和换档执行器被集成在后轴
驱动的传输通道中。
为了得到起步所需扭矩，到驱动轴的高减速比是必要的。行星齿轮可
实现的最大速比受到太阳轮与齿圈直径的限制，舍弗勒通过使用尽可
能小的太阳轮和一个创新的较容易安装在壳体中的齿圈，可以使传动
比达到最大。
第一级和第二级齿轮的齿数是相同的，两极行星齿轮都与固定在壳体
上的同一个齿圈相啮合。
Product portfolio electric axle systems
48V
SGHAEFFLER
HV
Low power
electric axle
2-speed
electric drive
2-speed electric
drive (parallel axis)
舍弗勒电驱动桥产品
48V axles - G‹ 2 redoction potentials (e-segment car) SGHAEFFLER
-s°f.
(DeI@ between 12 V
and 48 V) = up to 7%
with additional
functionalities
°/«
+smart +eCreeplng
Alternator (10 mph)
+aSaiIing
(ICE Idle
(ICE off)
ûleclrïc axle drive gen III with torque vectoring ELER
TV electric
Traction,motor 2 speed Spur gear
ÏFãMSfșiİSSİOR diPerential
D Compact coašal electric Vansaxle
I?ower ouÏp¥ ô5”Ń\ñ/ o MaòuÏar system 1- or 2-speed
o Suitable for HEV» anò B”E”Vs as well
Ma”xÏmüm toq”ue ż0DD Nm o GDod scalability of power Iqyel
ö Customer tailoreò scope of delivery mø,ą•øy,
moær
Gear shlhlng
aCuator
Traction elecklC
I¥iOtOF
TV power elezronla
Actuator con¥ol u”nit
在一挡时电机产生的动力通过第一级行星齿轮的太阳轮传递到行星
架。同时第一级行星齿轮的行星架与第二级行星齿轮的太阳轮相连
接。最终动力通过第二级行星齿轮的行星架输出。
行星齿轮的行星架与中间轴的锁止通过换档执行器与同步环来实现。
在二档时第一级行星齿轮的行星架直接与中间轴相连接。因此只有
第一级行星齿轮参与动力传递，第二排行星齿轮在空转。舍弗勒 48V
电桥和整车之间的接口需根据具体车型来定义。48V电池通过
功率电子供给电机所需要的电功率。
同时，整车控制单元（HCU）和功率电子通过车辆总线（CAN或
FlexRay）进行通讯，ECU所要求的扭矩通过功率电子中的控制单
元转化为对电池的电流需求。
换档执行器同样通过车辆总线与整车控制器通讯，并且根据驾驶工
况把整车控制器的换挡命令转化为执行器位置信号。换档执行器由
车载12V电源供电。
除了控制信号，车辆总线还传送位置、温度和电流传感器数据，以
允许整车控制器随时监控混动系统的当前状态。换档执行器的底层
驱动软件以及控制算法都由舍弗勒独立完成，并且可以根据目标车
型的要求进行修改与匹配。机械接口包括中间轴与万向轴的连接，
以及后桥差速器和电桥法兰的连接。
舍弗勒在开发48V电桥过程中，采用模块化设计原则是至关重要的。
因为可以沿用通用的量产零部件，模块化设计的理念已得到广泛认
可。48V电桥样品的电机来自于BSG电机，电机的定转子已经大批
量生产。
电桥的设计高度集成，壳体为集成功率电子进行了设计调整。同时
可以沿用BSG系统中大部分的发动机控制和总线接口。与功率电子
器件关联的换档执行器已被使用于舍弗勒高压电桥，无需任何修改
即可用在48V电桥系统当中。
变速箱、壳体和软硬件接口已经为48V电桥的相关应用进行了调整。
零部件共用策略可以避免针对每个客户的全新开发，而仅需要应用
匹配。
峰值功率为12千瓦的舍弗勒48V电桥提供了一种高性价比的混动化
方案。基于模块化设计原则，共用已有的换档控制器和采用已大批
量生产的零部件，使得开发出低成本的48V电驱动桥成为可能。
两档变速箱可以利用一档实现车辆纯电起步到20公里/小时。除了
用在频繁起停的路况，纯电行驶也可用于部分自动驾驶操作，如泊
车。在二档，助力和能量回收可以在很宽的车速范围内实现。根据
不同的车型，电动巡航（车速恒定）可以最高达到约70公里/小时
的速度。
搭载一个电机和两档变速箱的舍弗勒48V电桥可以实现高达15％的
节油率，采用更高功率的电机，如从12千瓦增加到18千瓦，可以预
期获得更高的制动功率和更好的能量回收率。
另外，通过改变电机的冷却方式，从风冷转变为油冷，可以有效提
高电机的额定功率。
äCItúEFFWR
65 kW Ęș] Electric motor (scalable)
@Ì 1 Planetary gear set
@ 2 Planetary gær set
Spur gear difierential
ΠTransmission actuator with EOU
Yorque vectoring unit
65 kW C Æher component
2 spesd, N
2 spee8, N
1 speed, N
1 speed, N
1spæd
1 speed
SCX6EFF£ER
Schæ8efs soluèons
2X jg
CombDtîa1 engines Hłóri6 Electric
æJ3
HYBRD MODULE: eŒLE: eWHEEL:
• Modular Conceğ
• 15•3D6 FE
•P2 configuratia
•48V or HV vaśants w or w/o TV • Innovašve podu4
• Coaxial / in-parallel design • Integral p ysșgÿ@jjșĘyv
•1-speedf 2-speed enfiguaöon • New vehicîë&ëîIîğöÎ8KÒs
舍弗勒P2混动系统
OC HA E FFLER
Hybrid Module 2°d Gen with dry clutch
Hybrid moduie 2" d gen with integrated
electronics
P2 hybrid module 2F\ d generation
Re duced axial space by 17 mm Electrical
sailing up to 100 miles/hr Applicable to all
types of transmissions
SCHAEFFLER
Hybrid electric drivetrain architectures
Parallel
Serial
Power split
Hybrid modules
SCHAEFFLER
ONO
SGHAEFFLER
Hybrid
Parallel
Hybrid modules
) Mild Full ) Plug-in ) "Range extender
" îi =/ “-' ”/'- .!" "ï' ›! ' :tJï' .'".
Modular solutions for all levels of hybridization!
2% 1 Dia
2013 202D 2030
Combustion engines Hybrids
舍弗勒对未来各种动力源占比的预测
Electric-' ,
48V axles vehicle architectures
P2 P3 P4 elect.
SC
HAEFFLER
Traction Motor Differential TV-Motor
6kW
Torque vectoring basic configuration
Transmission TV-TransmissiDn
SC HAEFFLER
60 kW
Traction
Torque vectoring system
Traction [Nm]
000 N<n
00 Nrri
Traction Unit
'* [Nm]
000 N
SCHAEFFLER
70kW 7OkW
2000@m
60kW 6kW
33kW 33kW
舍弗勒P2混动系统
舍弗勒
CO, — Reductian
E-C1utch
8B V hybrid
module
FrDnt end
BCED5sory driue
Hv hybćd
module
E-
AxIe
HV E-AxIe
Ełectric wh9el
hub driue
crade Nr elą ctr ifi¢ą tion
Pz HIGH-VO LTAGE HT,BRID
MODU LE
AVL 48V轻混系统：
AVL 48V Mild Hybrid Solutions
Roadmap - 3 Generations of functionalities
Add On Solutions Dedicated Propulsion
Funxionaliy: Functionality:
Low-End Torque Fill LI Recuperation (combustion engine decoupled)
0 Boost Exten ded Coasting (Engine decoupled)
Recuperation (combustion engine off) e-Drive (incl. Launch and Creep . 3D kph)
0 ExtendRd Coasting Autonomous parking (electrical)
0 Engine Start (Law Temp tbc.) E) Engine Start (Low Temp tbc.)
Generating while standstill
0 AC - conditioning while engine oP
Full Scale EE Ancillaries
FunctiDnBlity:
Heating
Braking
O Steering
0 E-Closure
Soiution Overview 48V M)HEV
Add û n Solutions
Benefit 6 12 /«
Modular & Dedicated
Benefit 12 - 20^/o
PO + eSC
Best electric 5upRrcharger
PO + P4 P2
Belt eAxla Parallel Nodule
Vehicle Level
Auxiliaries
Benefit 3-4^/«
2017 2020
D Advanced Emission Management
today 2020
Catalyst heating
element
Electrical
coolant pump
Elimination of
FEAD
Oil cooler/filter
module with e-pump
Electi ie
Supercharger
Electric
Camphaser
48V 20kW e-Motor
19Omm diameter, 15Omm length,
48VDC, 68oArms, N3OUH
160 139, 9 32505 35000
140
100
80
60
40
20
0
26593 30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
0 2000 4000 6000 8000 10000
Speed (rpm)
Torq ue, 52, 20°C To rque, S1, 20 O C
Power‘, S2, 20°C Power, S 1, 20 °-C ” -°' .-”'
PowWer,
I u«
of abJ
oy
Ideal base engine for 48v
”” Minimised overall weight i ncrease
jg gg
Production engine
4,5 kg
Electrified base engine
48V electrification 48V electrification
Integrated solutions will have a mass benefit
489 r lutir ns in e mark et
The BSA fuel-saving hybrid functions:
• 48V Water Pump
• Easy start
• Boost up to 2500 rpm
• Energy recovery up to kW
• Shifting of the load point
• Coasting with engine oP
• extended stop/start with intelligent engine
shutoff even at low speeds
-
Vö-ßen-z
Large
Nedium
Small
Advantages:
Re-Use of & Transition to BEV
Entry
The six-cylinder gasoline engine M 256 features:
• 48 V electrical system.
• Electric auxiliary compressor (eZV) (300ms 0 to
),
• Integrated Starter-Alternator (ISG) provide
excellent drivability with no turbo lag.
• Boost (15 kW)
• Almost imperceptible restart of the engine. -‹.-‹»':'!›t
EIeCtrifiC6?iOrI TeCh Fl OlOgi9S Pa sSRriger Cars
Nedium Luxury
’’
I'da king a Difference in time World
Secr ‹ re City Access for Tcmorro‹<
Highest EFiciency
Based using ICE
Technology
E—Axle 2OkW,
Plugin 3,3kW
7SqCO2/km
Electric Axle 3OkW
Electric Range
15 — XX km
E—Speed 65kph
< 6Og CO2/km
(TARGET)
Power Module Power Module
Inside Inverter Inside Inverter
2D 16 2017 2018
Large
ETectrificationTechnologiesPassengerCars
48V
Advantages:
Similar fuel consumption as HV
Lower cost than HV
Customer Value:
Medium
Small
9Og CO2/ kioa
123g CO2/ km
48V BSG
Plug-in
Charging
socket
4 Cylinder
Engine
“ 1 E-Drive on rear axle:
48V E-Notor
Reduction gear
Seperator clutch
DiKerenñal gear
12VDC/48VDC
由P4构型48V电后桥构成的全轮驱动
Function
Advanced stop sta rt
Charqing at standstill
Charqing at driving
Recuperation
Boost
Sailing
Coastinq
eCreep Electric
drive
Engine shutdown assist
Engine stall protection
eAWD
5,76 kWh
P2 PO/P3 P0/P4
( Degree of fulfillment
30kW¥ Peak
58V
34V
250A 3S0A AVL Nodular
Inverter
Scali ng Range by 13 Cells
Power Output Limited
1 Module 13 Cells 48V
1 Module 13 Cells 2,88 kWh
AVL Integrated
Power Nodule
6-9Phases-+I'R
Reduction of losses to less than an quarter
Modular system design for power and torque sCaldbility —
3 Power Levels (M)HEV / City Access
E-machine design
<2OOmm
?20Omm
? 135Nm
Achieved
Achieved
M Borderline
3 15%
?3
1kW ?
5kW
>
? 105O0rpm
%
1tJ?i’u0i ;cnn
Ongoing
Achieved
Achieved
Achieved
Achieved
i? 42 0/o
?48V
?35kVA
Achieved
Achieved
" Achieved
Development services and competences for advanced e-Drives
Module choice
Topology
(y, cyetem
Cooling
system
How to select a cooling system for power
AVL e-
Drive electronics?
Electrical design Thermal design
'- I "”" !
Requirements & Load profile
• Ambient air
• HTCs
• Vehicle paamQers
2ii@@ii$§$l58
Cooling of power electronics is a system topic
混动化与48V系统
P0 电机安装于发动机的皮带驱
动系统上
P1 电机固定在发动机的曲轴上
P2 电机安装在发动机与变速箱
之间，配备一个可将 发动
机从传动系上解耦的离合器
P3 电机与变速箱输出端相连接
P4 电动后桥
→ 对48V系统功率要求的提高使布置形式从皮带侧转移至车桥/变速箱侧
AVL 48V电桥的主要组件
487
440
AVL 48V电桥系统
IPM
• 6*ń@łg/36*ńłüł@
• 10,500 rpm
• kW
• kW
m*$ùjË€vĞ80°c
ș048VËž{Ç1ğŠÄĄ
Ï@
150mm
190
Pow
er
[W
]
To
rq
ue
[N
m
]
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
Performance - Peak (S2) and Continous
4000
0
3500
0
3000
0
2500
0
2000
0
0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
10000
Speed [rpm]
Torque, S2, 20°C Torque, S1, 20°C Power, S2, 20°C
1500
0
1000
0
5000
0 Power, S1, 20°C
→ 若要在城市中实现零排放驾驶，需要能量达到5kWh以上且峰值功率超过
30kW。
(S1
)
2
39111,
2659139,
32974
AVL 48V电桥系统
0 4000 8000
Speed [rpm]
12000 16000
Relatlve Materiał Dlstrlbutlon
Tosca Optlmlzatlon Result. Job: Topo_Opt•Procass•LłN-21Group:ALL_EŁEMENT5
Rt ¥tn'e Matt bu
+ ?@@lb , 1żź8fi1fś4
Fr4M0 1/15
Gptimization Step 0 - Original Model
Peak operation comparison 0 40Vmax
180 30
160
140
120 20
100
80 — Baseline 15
60 — Hairpin Design (dow nsized) 10
40
20
0 0T
or
qu
e
[N
m
]
P
o
w
er
[
k
W
]
相较于传统的48V驱动系统，AVL P4构型的电桥布置有其优势所在，
该布置可帮助客户实现纯电动驱动模式下的车辆驾驶，同时具备比
现行市场上其他系统更优的性能。
本文通过一系列用例的定义，对电桥的扭矩和功率需求进行计算。
基于此，可得出所需的电桥扭矩速度特性。
为了增强市场竞争力，将根据传统四驱后桥的可用布置空间定义目
标布置空间，尽可能减少对整车做出修改。
诸如电桥轴承支撑、四驱系统车轮半轴等机械接口应可重复使用。
此外，可通过共轴设计使布置空间达到最小。
电机扭矩和传动比的定义是在电机可用布置空间、电机最高转速
（10500 rpm）以及所需电桥扭矩定值（1280 Nm）之间权衡所得
出的折中方案。
整体速比达时，分为两步，中间轴上配备了解耦元件。
该电桥应可支持速度高达130 kph的动力总成，同时，还能在速度
超过130 kph时从车轮解耦，从而提升整体的效率。
为了使功率密度达到同类最佳水平，同时保证较低的扭矩波纹，将
采用带分布式绕组的六相电机设计。
六相技术使48V系统的电气化水平进一步提升，同时还实现了纯电
动驱动功能。
逆变器包含2个模块，每个模块分别控制电机的三相绕组并与电桥
高度集成，由此在内部实现各路线间的完全连接。
逆变器和电机的冷却系统以串联的方式连接。
本文将简要介绍 48V 电桥系统，说明技术解决方案以及其特性。
未来严格的二氧化碳限值以及传统车辆的地方驾驶限制不仅要求对
发动机和变速箱作出改进， 还对动力总成电气化水平的提升提出了
要求。相对于现行的 12V 供电系统和高压混动系统解决方案，48V
系统可能是两者间比较具有吸引力的一种折中方案。
48V 可实现轻度混动，不仅能通过滑行、增压和能量回收实现高级
起停等通用功能，甚至还能够满足有限的电动行驶特性，同时保证
系统的价格经济实惠。AVL 正致力于峰值功率达 30kW 以上的48V
电桥开发，目的是为了在低压系统条件下充分实现混合动力汽车的
功能，以适中的成本达到令人惊艳的驾驶性能。
相较于传统的 48V 驱动系统，AVL 的新型 P4 构型电桥应能让客户
在纯电动驱动模式下驾驶车辆。对比当前市面上所提供的其他系统
，该方案对性能提出了更高的要求。为了实现高性能， 需考虑采用
新技术。
新的48V电桥不仅能够使动力总成的价格变得经济实惠，还能充分
实现驾驶性能，同时也是满足现实二氧化碳排放限值的关键要求。
如图3所示，总体而言，48V是降低二氧化碳水平及排放的主流方
案。过去，48V方案仅能在轻混和微混车辆上实现，而如今，48V
的组件可以支持在强混和插电式混动车辆上的应用，且随着新技术
的应用，性能也得到了一定的提升。
图 3：混动化与 48V 系统
动力总成配置
如图 4 所示，通过将传动系的电驱动系统与发动机解耦功能相结合，
可最大程度地实现 48V 系统的潜力，使车辆实现纯电动行驶，由此降
低二氧化碳排放，达到与高压强混系统相近的减排效果。为了使效率
达到最高以及实现纯电动驱动，目标车辆的布置应为 P0 或 P4 构型。
图 4：48V 动力总成配置
AVL 48V电桥系统定义：
路缘爬坡：由静止开始爬坡，在 120mm 高的路缘处，1个车轮的倾
斜角为 45°（仅限平整路面）。
车辆出库：坡度为 15%（仅限蠕行）。
WLTC 市区工况下的整车零排放行驶（内城区禁令）：22km 行驶里
程（欧洲大城市间行驶），最大坡度为 10%。
WLTC 和 RDE 工况下的整车零排放行驶：在零排放车辆模式下完全满
足 WLTC和 RDE 要求（仅限市区），混动功能支持速度130 kph。四
轮驱动行驶：起步能力强化（混合动力汽车模式），低速条件下低
µ 运行。
搭载 48V 电桥的目标车辆为 D 级车。表 1 为电桥的基本参数。
48V 电桥系统规范
项目 单位 规范
目标车辆 - D 级车
电桥峰值扭矩（1s） [Nm] 1260
电桥峰值功率（1s） [kW] 31
电桥恒定功率 [kW] 15
系统正常电压 [V] 48
电机最高转速 [rpm]
传动比 - 9,45
解耦设备 - 机电
电驱动支持最高转速 [kph] 130
变速箱架构 - 中间轴/ 共轴
润滑 - 飞溅润滑
冷却系统 l/min @ °C 8 l/min @ 60°C
逆变器 - 全集成式
如图5所示，所设计的电桥系统要满足目标车辆的布置需求，同时
可与传统的四驱后桥相集成。车辆集成了专门的解耦系统，目的是
在低速区最大程度地从电气系统的支持中受益。当速度超过130
kph时，电驱动可从动力总成上解耦，从而避免产生拖曳损失，提
升总体效率。
图 5：48V 电桥主尺寸
逆变器和电机采用水冷。冷却系统以串联的方式相连接，但逆变器的冷却
出口直接与电机的水套进水口相连，以实现电桥各个元件的最大化集成。
IPM （内置式永磁）电机
采用带分布式绕组的六相电机，旨在满足低电压水平和低NVH性能
下的高功率需求。所采用的电机为永磁同步电机（PMSM），其中
带有6个磁极和36个槽，如图6所示。最高转速为10500 rpm。电机
定子和转子的叠片选择采用相互粘结的 mm薄钢板，铁损密度低
（COMPACORE1），以便提升电机的热性能和NVH性能。由此，
在扭矩最大的区域会产生达到拐点的%（峰值到峰值）的扭
矩波纹。电机定子的外径为190 mm，电机的有效长度为150 mm。图
6为电机在峰值扭矩达到约140Nm、峰值功率超过32kW，且受 系统
内部最大电流限制时所表现出的特性。AVL将高功率电驱 动系统设
计成六相系统，使其尽可能与绕组回路相平行，从而使电流保持在
较低的水平。表2为电机目标值与实际值的对比。电气系统的 效率
与48V混合动力总成全部潜力的发挥有着最为密切的关联。图
7为不同温度条件下的电机效率分布图，该图显示90%以上的高效率
区域占比达到75%。此外，鉴于该电机的布置目的是在城市驾驶工
况下为车辆提供驱动力，由此， 设计了满足城市驾驶要求的最高效
率区域，从而使纯电动行驶的效率尽可能达到最佳水平。
图 6：电机特性
表 2：电机参数
电机设计
要求参数 仿真参数
有效轴向长度 ≤200mm 150mm
定子外径 ≤200mm 190mm
电机扭矩（S2） ≥135Nm 142Nm @20°C
136Nm @80°C
电机最大扭矩条件下的扭矩波纹
（S2）
≤15% % @20°C
% @80°C
电机功率（S2） ≥31kW @80°C,48VDC
@80°C,40VDC
电机功率（S1） ≥5kW @80°C,48VDC
@80°C,40VDC
电机最高转速 ≥10500rpm 10500rpm
mm 直径铜线的槽满率 ≤42% %
逆变器直流电压 ≤48V 36-52VDC
图 7：电机效率map图
变速箱
变速箱的布置选择采用中间轴共轴设计，以便在有限的后桥布置空
间内完成布置。相较于图8 中的其他布置结构，该布置从尺寸紧凑
性和轴向宽度的角度而言均为最佳的方案。
图 8：电桥变速箱布置
在定义电机扭矩和传动比时，常常需要从系统可用布置空间、电机最
高转速以及电桥扭矩输出所需定值之中寻求平衡点。
驱动轴工作所需的扭矩计算值为1260 Nm。
在可用布置空间范围内，电机的最大扭矩可达到 135 Nm。
电机最高转速为 rpm。
鉴于所设定的目标是在混动模式下使速度达到130 kph，因此将速比设
定为i=，这样可以保证在电桥上产生足以达到性能目标的扭矩， 同
时提供使速度达到130 kph的驱动力。
若速度超出130 kph，则电机可通过解耦元件断开与动力总成的连接，
从而防止拖曳损失的产生。
变速箱设计的概览见图9。
图 9：变速箱概览
逆变器
图10显示的是AVL的六相逆变器，分别在每个高侧和低侧平行安装
4个仙童N型沟道PowerTrench® 场效应管。
脉宽调制（PWM）频率达10kHz的永磁同步电机磁场定向控制由
Aurix TC297微处理器替代。
扭矩、转速控制以及降额功能将通过CAN实现。
完成诸如旋转变压器角度标定和电流传感器标定等服务功能的集成。
将逆变器集成到电桥壳体内，由此构成一个逆变器和电机的联合冷
却回路，减少接口数量，最终降低系统的复杂性和成本。
散热通孔和液态填缝剂可实现印制电路板（PCB）背面的高效冷却。
图11为冷却系统的布置图。
图 10：六相逆变器
图 11：逆变器冷却原理图
在采取上述措施后，AVL逆变器可允许的流经每相的最大电流为
340A（Irms），可处理的瞬态短路峰值电流为850A，这对于实现
48V电机的高功率输出至关重要。
为了达到AVL 48V P4构型模块的量产目标，AVL更新了电机设计，
精简了电机尺寸并采用发卡绕组，如图12所示。
由此，可全面实现定子的产业化生产，提升功率密度，此外，还可
使峰值扭矩增加12%左右，使最高转速提升52%，如表3所示。
通过采用槽内直接冷却或水套冷却，该电机可在不同的应用中实现
模块化运行，由此可潜在的减轻系统重量和减少接口数量，同时提
升性能，将量产成本降至最低。
表 3：发卡电机性能
项目 单位 设计基准线 发卡设计 优势
绕组 [-] 0,8mm圆线 3 x 2,3mm扁线
铜线槽满率 [%] 40 60 +20%
有效长度 [mm] 150 120 -20%
外径 [mm] 190 170 -11%
有效材料质量 [kg] 27,5 20 -27%
有效材料体积 [L] 3,5 2,6 -26%
进一步的改进措施是通过优化拓扑结构强化转子结构。最终设计结
果显示，除了惯量大幅降低、行驶动力有所提升之外，转子面积也
减少了27%，减重量达近2kg。转子结构空间的优化使热膨胀拥有
更大的自由度，帮助实现极端热工况下的转子冷却和应力释放。图
13显示的是相对的材料分布（仿真结果）。
鉴于48V可为二氧化碳和排放带来诸多益处，因此该方案未来会成
为汽车行业中广泛采用的标准。除此之外，系统拓扑结构将转而朝
着更多样的动力总成P2和P4构型方向发展。未来，48V的应用将向
更高的功率范围拓展，这会使电动汽车的价格变得更加亲民，尤其
是小型车。要实现这点，需要仔细研究如何取得高低压系统之间的
平衡。凭借高性能的48V电桥系统，AVL能够为未来的动力总成提
供经济实惠、高效及智能的解决方案。
图 12：48V 发卡电机
图 13：电机转子结构优化
