从奔驰EQC召回谈传统车企在电驱技术上的创新

近日国家市场监督管理总局发布召回公告，召回生产日期为2018年11月30日至2021年12月15日期间的部分 EQC ( 参数 | 询价 ) 电动汽车，共计10104辆。召回原因如下：由于电动驱动模块制造偏差，电动驱动模块的冷却系统可能存在密封不足，导致冷却液渗漏。如果冷却液微渗到电机内，长期使用后可能降低高压系统的绝缘电阻值，极端情况下车辆可能无法启动。冷却液渗漏不满足国家相关强制性标准中关于冷却系统密封的要求，极端条件下，车辆的电动驱动模块输出功率会降低，存在安全隐患。

图1 奔驰EQC的召回（市场监督总局的通告）

Part 1： 传统汽车企业在电动车领域的创新和迭代

EQC是奔驰在纯电领域的第一代产品/设计，其电驱系统也是从行业里面找资源联合开发的，主要是ZF与奔驰联合设计。如下图所示，这里主要考虑的问题是能否提供足够的功率，前后轴各配备一台动力电机，总功率达到了300kW，总扭矩为760Nm。从结构上来看，这套电驱动系统采用电机减速器（左右）+逆变器（上方）的布置形式，减速器平行轴结构，电机与减速器共壳体。从结构上来看，电机轴与减速器输入齿轮为一体式结构，三球轴承支撑，这样的设计对电机后端盖、电机壳体和减速器后壳体、连接部件的同轴度要求较高。

图2 奔驰EQC的动力系统

从冷却来看，这里采用系统一体化冷却的方式——

1）逆变器与电机采用直连式水管，O型圈密封

2）电机定子、转子轴都采用水冷，定子水套两端O型圈密封，通过螺栓固定到机壳上，转子轴水冷密封结构复杂(机械密封)

目前的主要问题，可能出在了转子水冷技术上，这在电机冷却技术属于前沿的冷却技术，从市场来看大部分电动机使用水去冷却定子，或者采取油冷的办法。

图3 奔驰后去系统的爆炸图和主要概览

从这个意义上，我们可以看一下德国工程师在电驱动技术方面的考量。奥迪的e-tron 系列，也是采用了转子水冷的技术，主要的目的是在感应电机上面做高功率电机（效率比永磁同步要低一些），希望通过冷却技术使电机能够维持高连续功率输出而无需降额（由这个要求绑定了高效的转子冷却解决方案）。在德国的工程师看来，转子冷却技术的开发带来了许多好处，包括峰值功率的增加和连续功率输出的显着增加。而转子内温度的进一步降低也提高了整个驱动系统的耐用性，工程师可以进一步优化轴承间隙，因为轴承温度较低而改善声学效果。

图4 奥迪工程师对于转子水冷的设计考量

Part 2：创新的代价

在目前电动汽车企业的开发中，驱动系统分解为电机设计、逆变器设计和整体的热管理设计，都是车企的核心技术。主要的目的是通过电驱动系统的效率提升，能够让整车效能高一些，从技术选择来看，日美（混动车型和特斯拉）系倾向于电动机油冷技术，而欧系（BBA）倾向于电动机水冷技术。

在第一代车型方面，奔驰、奥迪都和德国ZF一起协作，电机转子水冷技术虽然难度较高，但是能带来的收益还是客观存在的。这项技术的设计门槛在于水封，而且我们能看到由于欧洲车企目前也是从第一代纯电车型到第二代纯电车型的技术迭代过程中，设计上越复杂的技术，原有传统汽车企业就需要越长的时间去迭代和分析，然后控制整体的故障率。我个人的理解来看，很多技术冲在前面，是需要制造工艺和售后质量的部门紧密跟随，在组织结构上创新需要全员参与和共同解决问题。

小结：

从客观来看，我们之前一直认为的驱动系统由车企主导（拿回去）的过程，也会把一部分采购订单放在外面，因为车企不可能完全兜住所有的风险。这次奔驰还能拉ZF一起来分析问题在哪里，如果全部压在奔驰的电机工程师身上，这事情就麻烦了。