電動システム製品の開発コンセプト development …...hitachi realizes high efficiency...

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電動, エンジンのパワートレイン協調に加えAD/ADAS技術を融合した高効率電動システム Hitachi realizes high efficiency Electric Power Train System with electric, engine system and AD/ADAS technologies

電動システム製品の開発コンセプト Development concept for electric power train system products

AD/ADAS

AIECU

Camera

Map

電動車(xHEV, EV) Electrified vehicle

エネルギーマネージメント駆動制御

Energy management, drive control

高効率, 低NVHHigh efficiency, low NVH

低エミッション(CO2, PN 他)Low emission(CO2, PN etc.)

走行環境対応　　　　　　　(先読み/実用燃費)Using travel environment data (prediction, RD fuel economy)

高効率エンジン

Combustion Air

Cooling Friction

for HEV

High efficiency engine

EV

Inverter

Thermal

Motor

ThermalVibration

Gear Tire

NV

Brake Vehiclemodel

Regen.control

Motorcontrol

Batterycontrol

Chargercontrol

Vehiclecontrol

Harness

開発効率向上

xHEV

Vehicle

Improvement of development efficiency

MBD開発 Model base development

電動システム製品

MotorInverter

Compact Electric system

Engine Power train Integrate

　統合制御Integrated control

InverterMotor

ICE Generator

BatteryMech. Power Elect. Power

TRX

Controller


インバーター, モーター技術を軸とした電動パワートレインシステム製品を提供 Provide Electric powertrain system products, Inverter and Motor as core technologies

高効率, 低NVHHigh efficiency, low NVH

70 ～ 80 Nm/Liter60 ～ 70 Nm/Literトルク密度Torque density

(Copper area / Slot area)

(Torque / Motor volume)

60 ～ 65 %40 ～ 45 %占積率Space factor

外観Appearance

【最新】角線波巻方式Current (Rectangular wire)

【従来】丸線分布巻方式Conventional (Round wire)

70 ～ 80 Nm/Liter60 ～ 70 Nm/Literトルク密度Torque density

(Copper area / Slot area)

(Torque / Motor volume)

60 ～ 65 %40 ～ 45 %占積率Space factor

外観Appearance

【最新】角線波巻方式Current (Rectangular wire)

【従来】丸線分布巻方式Conventional (Round wire)

カバーCover

パワーモジュールユニットPower module unit

DCコネクターDC connector

レジスターResistor

ＹキャパシターY-Capacitor

EMCフィルターEMC Filter

EMCコアEMC Core

DC電流センサーDC current sensor

ハウジングHousing

ビルトイン冷却水路Built-in coolant channel

Vehicle Control

フロントモーター Front Motor

フロントインバーター Front Inverter

リヤモーター Rear Motor

リヤインバーター Rear Inverter

xHEV用エンジンシステム Electric powertrain system

自動運転システム Autonomous driving system

シャシー制御システム Chassis control system

両面直接冷却パワーモジュールとモジュラーコンセプトにより, 高出力密度を実現 Hitachi realizes high power density inverter with double-side direct cooling power module and modular concept

レイアウト, 搭載性及び冷却性能の向上 Improvement of layout, mount ability and cooling performance

角線電工採用による高トルク密度化及び高効率化 High torque density and high efficiency by using rectangular wire winding

日立独自技術による低トルクリプルの実現 Reduction of torque ripple

高出力小型インバーター High output, compact inverter

高効率低振動モーター High efficiency, low noise and vibration motor


MBD(Model Based Development)による開発効率向上(EV) Development efficiency improvement by MBD(Model Based Development)(EV)

Inverter

Thermal

Motor

Thermal Vibration

Gear Tire

NV

Brake Vehicle model

Regen. control

Motor control

Battery control

Charger control

Vehicle control

Harness

インバーター温度解析 Inverter Temp. Calculation

Inverter B

0 5 10 15 20 25

Time [sec]

100

80

60

40

20

0

Tem

p.[d

eg]

制御モデル Control model

製品 Plant model

信頼性評価 Reliability model

Inverter A

Motor A

100

80

60

40

20

0

0 5 10 15 20 25

Time [sec]

Inverter B

Inverter A

Tem

p.[d

eg]

モーター温度解析 Motor Temp. Calculation

NV解析 NV Calculation

Motor Speed [r/min]

Vibration

Larg

Sma

Freq

uenc

y [H

z]

10k

6000

製品の試作前に製品仕様と性能, 信頼性をMBDで事前評価する Pre-evaluation by MBD before prototyping of electric components for specification, performance and reliability

解析例；　熱評価により製品仕様, 冷却性能等を評価 Reference for analysis; simulation of product spec. and cooling performance etc. by thermal calculation

解析例；　モーターのNV評価 Reference for analysis; NV analysis of motor

開発効率向上Improvement of development efficiency


モーター協調により, 効率最大化と低NVHを実現するエンジン燃焼システム Engine Combustion System configuration for high efficiency and Low NVH by combination with motor

xHEV用高効率エンジンの燃焼制御システム High Efficiency Engine Combustion Control System for xHEV

低エミッション(CO2, PN 他)Low emission(CO2, PN etc.)

高エネルギー点火コイル High Energy Ignition Coil

電動VTCElectric VTC

低圧縮始動 Low comp. start エンジン停止時作動 Movable during engine stop

VCRアクチュエーター VCR Actuator

VCRコントローラー VCR Controller

高効率エンジン High Efficiency Engine

高効率モーター / インバーター High Efficiency Motor / Inverter 究極のエンジン熱効率

Ultimate engine thermal efficiency

＋

燃料・点火制御システム Fuel Injection / Ignition Control System

可変圧縮比制御システム Compression Ratio Control System

ピストン冷却システム Piston Cooling System

高応答吸気制御システム High Response Intake Air Control System

《耐ノック性急速燃焼》 Fast Burn for Anti-knock

《圧縮比の連続可変制御》 Variable Compression Ratio

《耐ノック性ピストン冷却》 Piston Cooling for Anti-knock

《再始動時の低NVH化》 Low NVH at Re-start

高圧DIG High Fuel Pressure DIG

高応答・低消費電力 High response / Low electricity consumption

クーリングチャンネルピストン Piston with Cooling Gallery

高効率冷却構造 High efficiency cooling35MPa

高電流 High current

エンジン過渡回避, 運転域限定 Avoiding Engine Transient and Operating Area Limitation

走行時：　耐ノック性を向上し, 圧縮比を最大化 At running : To maximize compression ratio by anti-knock combustion 再始動時：　低圧縮始動により, 低NVH化 At re-start : Low NVH by low compression re-start

オイルジェット Oil Jet

可変容量オイルポンプVariable Displacement Vane Pump


電動, エンジン, 冷却系モデルによるxHEVシミュレーターを構築し, 開発効率向上 Built-in xHEV simulator using electric, engine and cooling models to improve development efficiency

電動システム, 制御 Electric system, Control

エンジン, 制御 Engine, Control

xHEV シミュレーター xHEV Simulator

TRX – Transmission; ICE – Internal Combustion Engine

InverterMotor

ICE Generator

BatteryMech. Power Elect. Power

TRX

Controller

xHEVシミュレーター(1D)　xHEV simulator (1D)

M

Battery Motor

Inverter

G

Generator

冷却システム, 制御 Coolant system, Control

モデル　 model

エンジンデータ Engine data

冷却水制御 Cooling water control

xHEVシステム　xHEV system

開発効率向上Improvement of development efficiency

MBD(Model Based Development)による開発効率向上(xHEV) Development efficiency improvement by MBD(Model Based Development)(xHEV)


多様な環境情報を利用し, 実用燃費を向上させ, 環境にやさしい自動車システムを実現 Eco-friendly car is realized by improving RD fuel economy using variety of environmental information　

ADとパワートレインのシナジーシステム Synergy system of AD and power train

Data center

SignalMap info.vehicle info. STOP

SPEED LIMIT

50

Traffic info.SPEED LIMIT

40

AD/ADAS システム技術

AD/ADAS Technologies

パワートレインシステム技術

Powertrain Technologies

×

シナジー Synergy

シナジーにより, 環境にやさしい自動車システムを実現 Synergy to create eco-friendly drive systems

車を取巻く環境情報の多様化　　

Fuel economy improvement under RD condition

xHEV, EV

高効率化High efficiency

Engine Motor

Diversification of environmental information surrounding cars

実用燃費の向上

AD / Auto positioning

自動運転 AD

自動走行/接続

RD; Real Drive

走行環境対応Using travel environment data


自車走行状態の先読み情報を基に, HEV/EVモード選択し, 実用燃費を向上する The HEV/EV mode is selected to improve RD fuel economy based on ahead own vehicle state judgement

予見制御型エネルギーマネージメントシステム Energy management system by prediction

自車走行状態の先読み Judgement of ahead own vehicle state

Drive Regeneration

Motor

BatteryEngine Inverter

交通/道路情報 Traffic/road info

センサー Sensor

走行データ Drive data

地図情報 Map info.

Motor

BatteryEngine

Inverter

DriveCharge

time

減速 Deceleration

加速 Acceleration

クルーズ Cruise

自車 Own car

コネクテッド Connected

OTA

カメラ, レーダー Camera, Rader マップECU MAP ECU

AD/ADAS ECU パワートレインECU Power train ECU エンジン,

モーター, インバーター Engine, Motor, Inverter

EVモード　EV mode

HEVモード　HEV mode

select

エネルギーマネージメント Energy management, drive control

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