導讀：近日國家市場監督管理總局發布召回公告，召回生產日期在2018年11月30日至2021年12月15日期間的部分EQC電動汽車，共計10104輛。召回原因如下：由于制造偏差，電動驅動模塊的冷卻系統可能存在密封不足，導致冷卻液滲漏。
如果冷卻液微滲到電機內，長期使用后可能降低高壓系統的絕緣電阻值，極端情況下車輛可能無法啟動。冷卻液滲漏不滿足國家相關強制性標準中關于冷卻系統密封的要求，極端條件下，車輛的電動驅動模塊輸出功率會降低，存在安全隱患。
▲圖1. 奔馳EQC的召回（市場監督總局的通告）
一、傳統汽車企業在電動汽車上的創新和迭代
EQC是奔馳在純電領域的第一代的產品設計，電驅系統也是從行業里面找資源聯合開發的，主要和ZF與奔馳聯合設計。如下圖1所示，這里主要考慮的問題是能否提供足夠的功率，前后軸各配備一臺動力電機，總功率達到了300kW，總扭矩為760Nm。
從結構上來看，這套電驅動系統采用電機減速器左右+逆變器上方的布置形式，減速器平行軸結構，電機與減速器共用殼體。在這里，電機軸與減速器輸入齒輪為一體式結構，三球軸承支撐，這樣的設計對電機后端蓋、電機殼體和減速器后殼體，連接部件的同軸度要求較高。
▲圖2. 奔馳EQC的動力系統
從冷卻來看，這里采用系統一體化冷卻的方式：
逆變器與電機采用直連式水管，O型圈密封;
電機定子、轉子軸都采用水冷，定子水套兩端O型圈密封，通過螺栓固定到機殼上，轉子軸水冷密封結構復雜(機械密封);
目前的主要問題，可能出在了轉子水冷技術上，這在電機冷卻技術屬于前沿的冷卻技術，從市場來看大部分電動機使用水去冷卻定子，或者采取油冷的辦法。
▲圖3. 奔馳后驅系統的爆炸圖和主要概覽
從這個意義上，我們可以看一下德國工程師在電驅動技術方面的考慮。奧迪的e-tron 系列，也是采用了轉子水冷的技術，主要的目的是在感應電機上面做高功率電機（效率比永磁同步要低一些），希望通過冷卻技術使電機能夠維持高連續功率輸出而無需降額（由這個要求綁定了高效的轉子冷卻解決方案）。
從德國的工程師看來，轉子冷卻技術的開發帶來了許多好處，包括峰值功率的增加和連續功率輸出的顯著增加。轉子內溫度的進一步降低提高了整個驅動系統的耐用性，工程師可以進一步優化軸承間隙，因為軸承溫度較低而改善聲學效果。
▲圖4. 奧迪工程師對于轉子水冷的設計考量
二、創新的代價
在目前的電動汽車企業的開發里面，驅動系統分解為電機設計、逆變器設計和整體的熱管理設計，都在車企的核心里面。主要的目的是通過電驅動系統的效率提升，能夠讓整車效能更高一些。從技術選擇來看日美（混動車型和特斯拉）系傾向于電動機油冷技術，而歐系（BBA）傾向于電動機水冷技術，在第一代車型方面，奔馳和奧迪都和德國ZF一起協作，電機轉子水冷技術雖然難度較高，但是能帶來的收益還是客觀存在的。
這技術的設計門檻在于水封，而且我們能看到由于歐洲車企目前也是從第一代純電車型到第二代純電車型的技術迭代過程中，設計上越復雜的技術，原有傳統汽車企業需要很長的時間去迭代和分析，然后控制整體的故障率。
我個人的理解來看，好多技術沖在前面，是需要制造工藝和售后質量的同志緊密跟隨，從組織結構上創新需要全員參與和幫忙一起解決問題。
四、小結
從客觀來看，我們之前傾向認為的驅動系統正逐漸由車企主導并拿回去的趨勢中，主機廠也會把一部分采購訂單放在外面——因為不可能完全兜住所有的風險。這次奔馳還能拉著ZF一起來看問題在哪里，如果全部壓在奔馳的電機工程師身上，這事情就麻煩了。
來源：汽車電子設計 作者：朱玉龍
