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電驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)歷了獨立模塊、電機與變速箱集成、電控與電機及變速箱部分集成、三合一及多合一集成等多個階段，在“軟件定義汽車”趨勢引領(lǐng)下，電子電氣架構(gòu)越來越走向域控制、中央控制，電驅(qū)動系統(tǒng)從傳統(tǒng)的機械層面“三合一集成”，向功率電子層面“多合一集成”+動力域?qū)用?ldquo;軟件集成”演進，通過深度的FOTA，不斷提升整車動力系統(tǒng)性能。
主機廠：加速量產(chǎn)高效、智能電驅(qū)動系統(tǒng)方案
主機廠選擇電驅(qū)動方案時會考慮五大因素——功率密度、集成化程度、高效率、安全性和智能化。不管是自研還是選擇其他零部件廠商的產(chǎn)品，這幾點都是重中之重。下一階段，多合一集成電驅(qū)、800V電壓平臺、SiC/GaN功率器件的研發(fā)與應(yīng)用、動力域等新技術(shù)將推動電驅(qū)動系統(tǒng)行業(yè)快速發(fā)展。
比亞迪“八合一”電動力總成：2021年，比亞迪在e3.0平臺上推出八合一電動力總成，將電機、變速器、電機控制器、PDU、DC-DC、OBC、VCU、BMS高度集成，系統(tǒng)占用空間得到進一步壓縮，重量變得更輕。其整體性能較上一代功率密度提升20%，整機重量和體積分別降低15%、20%，系統(tǒng)綜合效率達到89%。
比亞迪基于整車定位，400V中壓、800V高壓同平臺打造，獨立升壓裝置+復(fù)用驅(qū)動系統(tǒng)功率器件組成升壓充電拓?fù)洌瑢崿F(xiàn)模塊化式的升壓架構(gòu)。高壓平臺采用1200V/840A的SiC功率模塊，SiC相對IGBT控制器體積縮小60%，開關(guān)損耗降低70%，電控系統(tǒng)最高效率可達99.7%。
比亞迪e3.0平臺電驅(qū)動系統(tǒng)電路及芯片集成
來源：網(wǎng)絡(luò)
蔚來第二代電驅(qū)動系統(tǒng)：確立了前永磁同步電機后感應(yīng)異步電機的路線，并做到了永磁同步電機最大功率達到180KW，感應(yīng)異步電機最大功率可達300KW的水平，蔚來第二代電驅(qū)動系統(tǒng)的前永磁同步電機選用了安森美最新的VE-Trac™Direct SiC功率模塊。
蔚來汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)由旗下的XPT蔚來驅(qū)動科技公司提供，XPT已在南京、上海、合肥形成一線多點的制造布局。
蔚來第二代電驅(qū)動系統(tǒng)
來源：網(wǎng)絡(luò)
零部件廠商：布局電驅(qū)動系統(tǒng)新品，加快技術(shù)迭代
“三合一”集成電驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成熟，下一步將實現(xiàn)功率電子層面的“多合一”，將OBC車載充電器+高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器+逆變器+PDU配電單元進行深度整合，Tier1供應(yīng)商紛紛推出了全新的電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品。
部分Tier1供應(yīng)商電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品對比
來源：《2022年電驅(qū)動和動力域行業(yè)研究報告》
上海電驅(qū)動GaN“三合一”電驅(qū)動總成：2021年11月，上海電驅(qū)動的GaN三合一電驅(qū)動總成在安世半導(dǎo)體的展臺展出，因其超高的效率，備受青睞。在相同的工況下，對比傳統(tǒng)的硅基IGBT電機控制器，其效率提升非常明顯?；?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%B0%AE%E5%8C%96%E9%95%93/">氮化鎵的電機控制器最高效率可到99.34%，效率大于90%的面積占比為93.58%；基于硅基IGBT的電機控制器最高效率可到98.3%，效率大于90%的面積占比為83.94%。
華為“多合一”電驅(qū)動系統(tǒng)DriveONE：集成了BCU（電池控制單元）、PDU（動力驅(qū)動單元）、DC/DC（驅(qū)動電源）、MCU（微控制單元）、OBC（車載充電器）、電動機、減速器七大部件，實現(xiàn)了機械部件與功率部件的深度融合。同時華為利用其軟件方面的優(yōu)勢，將智能化帶入到電驅(qū)動系統(tǒng)中，實現(xiàn)端云協(xié)同與控制歸一。這一多合一電驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)了體積減小20%，重量減輕15%的目標(biāo)，降低了開發(fā)成本，實現(xiàn)了整車前后驅(qū)適配。
來源：網(wǎng)絡(luò)
緯湃科技第四代電驅(qū)動系統(tǒng)EMR4：緯湃科技前身為大陸集團動力總成部門，2021年7月，緯湃科技推出了第四代產(chǎn)品EMR4，新產(chǎn)品集高功率密度、緊湊型體型和輕量化多項優(yōu)勢于一體，功率范圍覆蓋80kW至230kW。與EMR3相比，EMR4效能提升5%，成本卻下降了30%，重量減少25%，可搭載400V及800V兩個高壓平臺。
電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢
- “三合一”電驅(qū)繼續(xù)向“多合一”集成電驅(qū)演進
傳統(tǒng)“三合一”電驅(qū)動技術(shù)升級，將向著“3+3+X平臺”演進，即是將三合一的電驅(qū)動系統(tǒng)（電機、變速器、電機控制器）與三合一高壓充配電系統(tǒng)（DC/DC、OBC、PDU）集成為“六合一”產(chǎn)品，或再進一步與BCU（電池控制單元）、VCU（整車控制器）等集成，形成“七合一”或“八合一”產(chǎn)品，實現(xiàn)機械部件和功率部件的深度融合。
同時，電驅(qū)動與整車熱管理系統(tǒng)進一步聯(lián)動融合，形成高效能、一體化電驅(qū)動熱管理系統(tǒng)，通過電機、電控、減速器、DC/DC、電源等冷卻系統(tǒng)集成，統(tǒng)一熱管理，實現(xiàn)熱源集成，減少熱交換與熱損失，增加熱泵吸熱效率，以提升電動汽車續(xù)航里程。
高效能、一體化電驅(qū)動熱管理系統(tǒng)
來源：網(wǎng)絡(luò)
但同時，多合一系統(tǒng)面臨的技術(shù)問題（如熱管理、電磁干擾、故障率）仍然存在，同時成本偏高，目前只有數(shù)家廠商（如華為、比亞迪等）實現(xiàn)了量產(chǎn)搭載，多合一仍是未來各大主機廠和Tier1重點研發(fā)的方向。
扁線電機滲透率大幅提升
扁線電機具備功率密度高、成本低、溫度性能好等優(yōu)勢，國外車企較早應(yīng)用了扁線電機技術(shù)，2021年，國內(nèi)扁線電機應(yīng)用大放異彩，比亞迪DMI車型和e++平臺全系、特斯拉Model 3/Model Y、大眾MEB、蔚來ET7、智己L7、極氪001、長城歐拉黑貓等眾多重磅車型均選擇搭載扁線電機，總體市場滲透率已超過20%。
扁線電機對工藝、制造技術(shù)及設(shè)備自動化程度要求很高，國內(nèi)供應(yīng)商方正電機、弗迪動力、蜂巢電驅(qū)、華域電動等已實現(xiàn)扁線電機量產(chǎn)。
以比亞迪為例，相比上一代圓線，比亞迪e3.0采用發(fā)卡扁線永磁同步電機，提升槽滿率降低銅損，且能夠平臺化覆蓋70-270KW。采用超薄硅鋼片抑制鐵損，電機功率提升40%，最高效率97.5%。減速機械機構(gòu)方面，應(yīng)用低摩擦軸承及導(dǎo)油式結(jié)構(gòu)，提升潤滑效果且降低攪油損失，齒輪精細(xì)設(shè)計降低齒輪滑移損耗，同時首次應(yīng)用低粘度油品，傳動最高效率97.6%。
比亞迪e3.0發(fā)卡扁線永磁同步電機
來源：網(wǎng)絡(luò)
800V SiC高壓平臺量產(chǎn)加速
國內(nèi)車企紛紛跟進800V高壓平臺架構(gòu)，在2022年陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn)交付。小鵬汽車采用來自匯川技術(shù)的800V SiC高壓產(chǎn)品，小鵬G9將搭載XPower 3.0動力系統(tǒng)，提供兩驅(qū)單電機與四驅(qū)雙電機兩種選擇，其中單電機最大功率230kW（312馬力），雙電機最大功率分別為175kW（238馬力）/230kW（312馬力） ，電驅(qū)系統(tǒng)最高效率可達95%以上。
多檔減速器技術(shù)
電機高速化趨勢明顯，帶動減速器向兩檔減速方向發(fā)展。目前，特斯拉 Model 3電機轉(zhuǎn)速已達到17900rpm，國內(nèi)車企基本也都達到了16000rpm，下一步規(guī)劃便是18000-20000rpm。然而高轉(zhuǎn)速需要多檔減速器技術(shù)進行配套。
兩檔減速器從最初的混動系統(tǒng)中的應(yīng)用走向了純電系統(tǒng)的應(yīng)用。相較于單檔減速器，兩檔減速器一方面使驅(qū)動電機在更高效的區(qū)域運行，從而提升驅(qū)動系統(tǒng)效率。另一方面，采用兩檔減速器后，傳動比可以做到更高，汽車動力性隨之增加、減少百公里加速時間。
此外，采用兩個檔位后，驅(qū)動電機可以更加小型化、低速化，從而降低電機及電控的成本。目前，采埃孚、GKN、麥格納等企業(yè)均已推出兩檔減速器產(chǎn)品。
采埃孚兩檔減速器
來源：網(wǎng)絡(luò)
動力域控，進一步向中央域控、中央計算+區(qū)域架構(gòu)演進
當(dāng)前三合一集成電驅(qū)動已成為行業(yè)主流做法，隨著“軟件定義汽車”的進化，電子電氣架構(gòu)越來越走向域控制、中央控制。目前多家OEM和零部件廠商已實現(xiàn)三域架構(gòu)，分別為車輛控制域、智能駕駛域和智能座艙域，“車輛控制域（Vehicle Domain Controller，VDC）”整合進底盤域、動力域、車身域三大功能域。
獨立的動力域控制器：動力域可以將整車控制、電機控制、BMS、車載充電機控制等組合在一起，以哪吒PDCS動力域控制器為例，將VCU（整車控制系統(tǒng)）和BMS（電池管理系統(tǒng)）的軟硬件功能集成、算法集成，在硬件架構(gòu)上應(yīng)用英飛凌多核CPU/GPU芯片，提供了更大的代碼存儲空間和更強更安全的運算能力，具備豐富的輸入輸出通信端口，可支持多種形態(tài)的組合應(yīng)用和OTA升級能力。軟件架構(gòu)上具備AUTOSAR架構(gòu)+MBD建模應(yīng)用，可以有效提高軟件可靠性和可移植性。
哪吒汽車PDCS動力域控制器
來源：網(wǎng)絡(luò)
跨域融合中央域控：以理想汽車為例，理想LEEA2.0是理想L9上使用的域控制器架構(gòu)，整車分為三個控制域：中央控制域（包含動力、車身和部分底盤的功能），這里主要實現(xiàn)的是車身控制單元（BCM）和中央網(wǎng)關(guān)進行融合。
理想L9中央域控制器將使用恩智浦最新的S32G車規(guī)級芯片，并由理想完成全部硬件、系統(tǒng)、軟件的研發(fā)，對增程電動系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和座椅控制系統(tǒng)等在內(nèi)的功能實現(xiàn)全自研，更好地保證了理想L9未來OTA的范圍和時效性。
理想汽車中央域控制器
來源：網(wǎng)絡(luò)
