大众ID．4X三电详解之电驱

这一段我们讲大众ID．4X的电驱系统，前文说过，电驱是由三部分构成，分别是传动机构、电机、逆变器，先从电机讲起。新能源汽车在电机上都会追求高功率、小体积、高转矩、高转速（高功率密度、高转矩密度），它的性能直接关系到新能源汽车整车动力性。

从官方的资料中可以看到，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。两个电机的具体工作原理我们这里就暂且先不深入，主要和大家讲讲两者之间的差别。

永磁同步电机的优点很明显，在同等体积下，永磁同步电机能输出更高的功率和扭矩。此外，永磁同步电机还拥有噪音较小的特点。至于缺点，永磁同步电机如果想要大的功率，就要大块的永磁体，造价高；而且虽然叫“永磁”，但它在高温之类的恶劣环境下容易退磁。而异步电机的优缺点就和同步电机相反了，成本比较低廉，工艺简单、运行可靠、维修方便等，但在同样的功率和扭矩下，异步电机所需要的体积和重量要远大于永磁同步电机。我们在网上找了这样一张图：如下，可以更加直观的看到两者间的差别。

目前很多欧洲品牌的电动车都喜欢用异步电机，比如宝马i3，但中国和日本品牌却更喜欢永磁同步电机。当然也有品牌喜欢将两种电机配合使用，比如我们今天的主角ID．4X以及ID，4 CROZZ或是ID．6X以及ID．6 CROZZ的四驱车型都是采用的这种方式．它的前桥采用的是异步电机，它的输出功率为75 kW，扭矩为151 N．m，非常适合做辅助驱动；后轴采用的永磁同步电机功率达到150kW，扭矩为310N．M，最高转速16000转，最高效率97％。这台永磁同步电机被大众内部命名为APP310，生产地是在大众汽车自动变速器（天津）有限公司，大众集团目前应用广泛的DQ381系列变速器也是在此诞生。

值得注意的是这台电机引入6层Hair－pin电机绕组技术，什么是Hair－pin电机绕组技术呢？我们知道，在永磁同步电机内，电流通过定子绕组，形成电枢磁场与转子永磁磁场交链，产生力矩，以此驱动车辆。而在当前的技术限制下，即使是用纯铜来做绕组也会有电阻，可能这点电阻不大，但电机在大功率高速运转时，在大电流的“助攻”下，这一点点电阻就会被无限放大，进而造成很大的发热和能量损失。这也是为什么前些年的电机转速上不去的原因，因为散热跟不上。而由高中的物理知识我们知道，导线的电阻和导线的长度成正比，和横截面积成反比。我们要想导线的电阻变小，那么只需要降低长度以及增大横截面积。在这种背景下，Hair－pin扁线绕组技术就诞生了，它从横截面上将原来一个个圆形的绕组电线，做成了截面积是扁长方形的，像发卡一样的绕组，互相直接紧密贴合，避免了截面积的浪费。

Hair－pin扁线绕组有三个显而易见的优势，首先是从圆线变为扁线，可以在相同的空间填充更多的铜材，槽满率可以提升20％以上。从而提升电机的功率密度，提高性能；其次扁导线与铁芯以及导线之间的接触面积更大，散热性能更好；再是由于扁导线的面积更大，所以电机运行时导线上的直流铜耗更小，温度也更容易控制下来。那什么是6层Hair－pin呢？一般的Hair－pin扁线绕组是两层一组，从上到下是两组一共4层排布，而由于交流电的“趋肤效应”和“邻近效应”（这里不深入解释了），所以需要把过粗的绕组导体再进行拆分。目前业内做的较好的，比如上汽集团，已经有了国内纯电动领域的首个量产8层Hair－pin绕组技术电机。

电机说完我们继续说它的传动机构，ID．4X用的二级齿轮减速机构，用于降低电机转速，提升扭矩输出，它的结构是一共3个轴承（主流厂商一般是4个），通过主轴直连电机轴，最终将动力输出，们查询了相关资料，这款减速器的总速比为11．5：1，最高时速为160 km／h。最后就是逆变器了，大众ID．4X将最新一代的三个IGBT电源模块连接起来，形成了一个经典的B6电源逆变器。在模块载体内部，电源模块被冷却结构框起来，这样驱动板就可以直接插到电源模块的触脚上。驱动板在和控制板之间加装有屏蔽罩。值得注意的是，它的DC／DC转换器没有集成到PI中，而是作为一个单独的液冷组件设计的。DC／DC可以灵活安装到车辆其他地方，并有两个功率等级可供选择，它们分别为1．8 kW和3．0 kW。

ID．X4的逆变器采用了“多层垂直组合”设计理念，依次有控制板，导热层，功率层，散热层，这种垂直化多层的设计有利于机器人的自动流水线组装。电控这块由于更多的设计代码以及分区功能等设计，我们在网上也没有找到可靠的官方资料，再加上分析三电系统基本也是将重点放在电池和电驱这一块，所以电控这部分我们也先按下不表。

写在最后

总的来看，基于大众MEB平台下的首款车型大众ID．4X在最核心的三电系统方面的确是表现出了一定的竞争力，比如创新的电池模组结构，6层Hair－pin电机绕组技术等，不过也有一点值得注意的是，他们在各项参数上并没有特别亮眼，比如对比特斯拉等品牌，在核心如电机等系统上，还是有一定的差距。而按照乘联会的数据显示，2022年3月国内新能源汽车的渗透率已经来到了28．2％，创下历史新高，趋势已经愈发不可阻挡，在这种背景下，核心三电系统的优劣，将会最终影响到整个品牌的竞争力。

       原文标题 : 在纯电动汽车的核心三电系统上，大众能交出一个怎样的答案？