威马ex5三大电动系统（博格华纳二合一）

来源： 驱动视界 驱动视界 今天

1、整车概述

威马EX5作为中国新能源汽车新势力威马汽车的首款纯电量产车，帮助威马站住了新势力的第一梯队，主要面向的国内客户，因此EX5定位毫无悬念是一款紧凑型SUV，同样贴有智能交互的标签。

和前面的奥迪e-tron、捷豹I-PACE、雪佛兰BOLT以及蔚来ES8一样，本文只对其电驱系统进行拆解分析，文章的分析主体结构仍然是从整车到系统再到零部件。

威马的初创者以及团队决定了其首款车的造型、内饰及其架构布置和传统车十分接近，对于动力总成，威马EX5采用了控制系统三合一大集成和电机、减速器二合一的组合。

作为新能源行业从业者，EX5肯定是关注和试乘试驾的对象，个人主观感觉其动力调教偏舒适，电驱系统的噪声表现一般，与同为新势力的小鹏G3相比，EX5除了智能化和语音交互差一点外，电驱的噪声也要差一档。

威马EX5是一款纯电前驱的紧凑型SUV，整备质量在1.7-1.9吨之间，标配160kW/315Nm的电驱总成（来自博格华纳二合一），百公里加速为8.3-8.5s，动力性属于中等水平，但160kW的电机只迸发出315Nm的最大扭矩，纸面数据偏小。

搭载52.56-59kwh的电池，整车续航里程达到400-520km（NEDC续航），用59度电能达到520km的续航，整车能耗管理还是不错的，威马EX5针对南方和北方的气候差异，分别推出了不同的版本来保证续航里程，北方版本可以选配柴油加热系统为电池包加热来保证低温下锂电池的放电输出能力，油箱容积大约6L，可以看出设计师在续航上是想了很多办法，不过作为产品端零排放的纯电车型增加一套直接碳排放系统是否违背了新能源产品的设计初衷？管他呢，消费者满意就好。

整车最高车速160km/h，虽然已足够国内日常使用，但数据本身看起来相比其他同类产品还是差一点点。

威马EX5动力总成采用三点悬置布置方式，左右两个悬置点，一个布置在减速器壳体上，一个布置在支架上，支架固连在电机后端盖上，第三个悬置点布置在电机后方。

博格华纳二合一系统，对外称作为eDM（Integrated Electric Drive Module）系统，机械集成了电机和减速器。

威马EX5是一款纯电前驱的紧凑型SUV，动力总成为前置前驱，动力总成除了包括电机、减速器二合一外，还包括了PDU DCDC OBC PTC IPU的高压控制集成系统，其中PDU、DCDC和IPU组成了三合一高压控制集成系统，布置在二合一左侧的支架上，OBC挂在支架的下方，PTC布置在支架的后方，整个动力系统直接落在整车纵梁（俗称大梁）上，与传统燃油车一样，无副车架结构。

威马EX5采用高压控制三合一和动力总成二合一的集成方案，更高的集成度降低了总成的体积和重量，整车布置更加灵活，为整车带来了更多的适配性，且优化了冷却系统，但同时使得设计难度大大增加，尤其是高压控制系统集成的EMC设计、功能安全以及系统可靠性，并进一步增加了后续的维修成本和问题排查难度，但威马在大集成上走出了自己的路，并且在EX5、EX6上量产应用，值得敬佩。

由于威马EX5在其前舱配备了一个60L的储物箱，压缩了整个动力总成在前舱的Z向位置，得益于EX5大集成的思路，使其能够布置下二合一动力系统 大集成的控制系统，整个动力总成是挂在两根纵梁之间，但离地间隙较小，尤其是最下方的OBC单元，对涉水密封要求较高，且容易存在磕碰风险。

在纵梁之间加装了上两根横梁，提升整车的扭转刚度，同时用于固定前储物箱，右悬置支架固定在支架上，支架固定在二合一的电机右侧。

威马EX5的连接水管端部均采用了快插式结构，装配和维修拆解便利性高，但成本相比卡箍式高一点。

2、二合一电驱系统

威马EX5的动力系统采用电机与减速器的二合一集成方案，整体技术方案和产品来自于博格华纳，产地为博格华纳武汉工厂，除了威马EX5\EX6，博格华纳的二合一也匹配过长城欧拉IQ（目前好像已经切换为长城蜂巢自己的电驱系统）。

威马EX5二合一总成整体分为左中右三部分：分别为减速器后壳体部分（包括齿轮减速机构）、电机壳部分（包括电机定转子系统）和电机后端盖部分（包括三相线接线盒）。

博格华纳的电机与减速器二合一的集成方案，采用电机壳体与减速器壳体集成化设计，整体成型，共壳体，相比之前的电机、减速器单体独立方案，整体降低了Y向尺寸，省去连接螺栓、电机前端盖和电机油封，降低了总成质量和BOM成本，在使用性能上，电机与减速器前壳采用共壳体设计，相比独立式布置，更容易保证电机轴与减速器输入轴的安装同轴度，同时提升了壳体刚度和模态，进而提升NVH指标，此外，二合一集成更容易实现自动化装配，降低产线劳动强度。更小尺寸、更低重量和成本的动力总成，更容易被OEM匹配选择。

二合一的电机轴前后布置有两个轴承，减速器输入轴也布置有两个轴承，四个轴承均为深沟球轴承，电机轴为闭式深沟球轴承（脂润滑），减速器输入轴为开式深沟球轴承（油润滑）。

博格华纳二合一的电机技术源于其之前收购的雷米电机，前段时间又收购了德尔福科技，继续向着电驱集成方向发展。

由于威马EX5没有副车架，且前舱空间有限，因此动力总成上挂载了空调压缩机、制动真空泵、多个水泵等附件，除了空间利用外，还可以有效利用动力总成的悬置隔振性能，降低旋转类附件向车内传递的结构噪声。

电机的通气塞布置在后端盖位置处。

3、电机系统

上图展示了博格华纳二合一系统电机的特性曲线（@450A和400A），定子采用扁线绕组，两条曲线分别代表驱动和能量回馈的扭矩和功率曲线。

下图是电机map图，图标仅供参考。

博格华纳为威马EX5提供二合一系统的电机采用了永磁同步电机，定子水冷，定子采用扁线绕组，用于提升电机功率密度，降低端部尺寸（降低总成Y向尺寸），整个二合一总重73.5kg，峰值功率160kW，熟悉博格华纳减速器的同仁知道，博格华纳的那款中心距214mm的减速器自身重量比较高，不带P挡单体干重在28kg左右，而二合一总成可以做到低于75kg，除了前面提到的共壳体集成式设计外，博格华纳二合一的电机重量也控制的不错，硅钢叠片与转子轴之间采用钢套连接，两块铝制压板通过钢套夹住硅钢叠片，除了减重，还便于实现批量化生产和质量管控，加工装配工艺也相对简单。

钢套一端与压板采用止口定位，另一端采用铆压翻边限位，进而实现硅钢叠片与压板的压接，转子轴采用6颗10.9级螺栓与钢套连接，螺栓带锁固胶，钢套与硅钢叠片之间采用何种固连方式不得而知，铝制压板端部有平衡孔。

定子的三相线出线端部没有采用常见的焊接或压接端子，而是直接利用扁导线自身形状弯折成圆形勾，圆形勾端部做了表面绝缘漆去除处理，结构简单，成本低，但是对弯折工艺的一致性有要求，转子外径为φ187mm。

旋变转子通过转子轴上的矩形槽实现周向限位，固定在转子轴上，之后通过挡圈钢套压接，实现轴向限位。

电机前后轴承均为闭式深沟球轴承，后轴承型号为6007，厂家为SKF，前轴承规格型号未知，厂家应该也是SKF。

电机轴与减速器通过花键连接，电机端是内花键，减速器输入轴端是外花键，外花键末端加装有O型圈，防止润滑脂在运转中流失，造成花键副过快磨损。

博格华纳的后端盖通过8颗螺栓与电机壳连接，二者之间通过止口加圆柱定位销定位，与电机壳之间有密封胶，8颗连接螺栓带锁固胶，后端盖外侧与前文提到的用于固定多合一控制系统的支架连接。

后端盖上固定有旋变定子，开有三相线高压出线口和旋变低压出线口，接线盒处含有密封圈，电机通气塞安装在后端盖处，方向与电机轴线平行，后端盖内部有两圈圆周加强筋以及相互错开的径向加强筋，增强轴承座支撑刚度，提升后端盖的模态。

4、减速器

博格华纳二合一系统的减速器采用最常见的三轴式平行轴布置结构，三对轴承均为深沟球轴承，减速器宣传的最高效率达到97%，常用区间的传递效率为96%。

博格华纳为威马EX5提供的二合一动力系统的减速器采用平行轴结构，技术及产品源于其31-03系列的单体减速器（2011年SOP），三对轴承均采用深沟球轴承，输入输出的安装距214mm，最大输入扭矩可以到320Nm(EX5宣称最大输入扭矩为315Nm)，最高输入转速12000rpm。

博格华纳为威马EX5匹配的二合一，是不带电子驻车的，由于本人手头没有EX5的减速器照片，以博格华纳其他照片代替，除了驻车部位，其他结构基本一样，威马EX5由于没有驻车，中间轴的驻车齿轮采用了挡圈代替（见前文的实物爆炸图），使得中间轴轴向尺寸布置不变化，取消驻车齿轮后，壳体和中间轴可以不作变更。

博格华纳二合一的差速器采用常见的开放式锥齿轮差速器，两个行星轮，一字轴与差壳采用开口弹簧销固定，不知博格华纳为威马EX5的差速器是否进行过扭矩容量升级，31-03的半轴轮并非端面与差壳接触，承载能力小。

博格华纳二合一的轴承安装方式与减速器单体的不一样，熟悉31-03减速器的同仁可能知道，博格华纳减速器的三对球轴承均是外圈与壳体过盈配合，内圈与轴颈是松配合，且三对轴承均未加装调整垫片，搭配过博格华纳31-03减速器的OEM或多或少在整车上遇到过传动系Clunk音的问题（31-03系列的输入轴和中间轴轴向间隙最大达到了0.3以上），该问题本身除了受电机过零扭矩控制策略及齿轮、花键侧隙原因影响外，轴系的轴向间隙也会对Clunk音产生较大影响，作者恰好前几日与行业同仁闲聊，看到了长安新能源公司做过调整齿侧间隙和轴向间隙用来优化传动系Clunk音的研究，结果表明调整轴向间隙可以有效降低传动系冲击产生的Clunk音。作者做过类似的测试，确实发现在输入轴和中间轴的轴承附近，在产生Clunk音的冲击过程中，Y向冲击的振动明显高于X向和Z向。回到轴承安装方式不同的问题上来，在二合一系统的减速器里，博格华纳可能调整了轴承安装方式，变为了内圈与轴颈为紧配合，外圈与壳体采用了过度配合，同时压缩了轴向间隙，调整的目的可能是为了优化传动系Clunk音（以上纯属作者个人猜测，不妥之处请指正）。

博格华纳31-03减速器的轴系之所以采用轴承内圈与轴颈松配合，外圈与壳体紧配合，是为了安装方便。

博格华纳二合一减速器的中间轴承型号规格为深沟球轴承6308，厂家为PEER，差速器轴承具体厂家未知，可能是PEER或者人本，型号规格可能为6308，输入轴轴承型号规格为6208，厂家可能是PEER，欢迎知道的同仁补充信息。

与31-03减速器一样，博格华纳的二合一同样为输入轴前轴承的润滑加装了导油槽，导油槽是一个冲压折弯件，卡在输入轴处的挡油筋上，将飞溅的润滑油引入到轴承座上油槽，同时在通气塞内部加装了挡油板，降低通气塞漏油风险。

5、二合一壳体

作者手上没有威马EX5二合一减速器的后壳体实物照片，上图的减速器后壳体是博格华纳31-03上的，结构基本相似，除了轴承的安装位置不同（二合一的后轴承是安装在轴系上的，并非在壳体上）。

博格华纳二合一壳体一共分为两部分，一部分为电机壳体（与减速器前壳体共壳体），另一部分为减速器后壳体，材料均为A380，压铸铝壳体。

电机水冷的冷却水管压接在电机壳外侧，冷却水套压装在电机壳内部。

为了调节电机轴承轴向预紧力，博格华纳在电机前轴承座处加装了波形弹簧。

前文叙述到，博格华纳二合一的电机轴和减速器输入轴处只有一个油封，安装在电机壳处，油封厂家未知（可能是台湾MTP），双回油线，左右差速器油封的厂家未知，双回油线。

二合一减速器的注放油塞均布置在减速器后壳体上，具体位置见前文的二合一实物爆炸图。

与31-03一样，二合一的减速器腔体内设计有大量加强筋和挡油筋，挡油筋围绕包裹齿轮组，目的是降低加油量，提升传动效率，博格华纳减速器的加油量在行业内是偏多的。

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参考资料：

1、A2mac1

驱动视界（北京）技术有限公司

新能源研究院-电驱动研究中心

2020年7月17日

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