电驱动系统的发展已经历了独立模块、电机与变速箱集成、电控与电机及变速箱部分集成、三合一及多合一集成等多个阶段,在“软件定义汽车”趋势引领下,电子电气架构越来越走向域控制、中央控制,电驱动系统从传统的机械层面“三合一集成”,向功率电子层面“多合一集成”+动力域层面“软件集成”演进,通过深度的FOTA,不断提升整车动力系统性能。

主机厂:加速量产高效、智能电驱动系统方案

主机厂选择电驱动方案时会考虑五大因素——功率密度、集成化程度、高效率、安全性和智能化。不管是自研还是选择其他零部件厂商的产品,这几点都是重中之重。下一阶段,多合一集成电驱、800V电压平台、SiC/GaN功率器件的研发与应用、动力域等新技术将推动电驱动系统行业快速发展。

比亚迪“八合一”电动力总成:2021年,比亚迪在e3.0平台上推出八合一电动力总成,将电机、变速器、电机控制器、PDU、DC-DC、OBC、VCU、BMS高度集成,系统占用空间得到进一步压缩,重量变得更轻。其整体性能较上一代功率密度提升20%,整机重量和体积分别降低15%、20%,系统综合效率达到89%。

比亚迪基于整车定位,400V中压、800V高压同平台打造,独立升压装置+复用驱动系统功率器件组成升压充电拓扑,实现模块化式的升压架构。高压平台采用1200V/840A的SiC功率模块,SiC相对IGBT控制器体积缩小60%,开关损耗降低70%,电控系统最高效率可达99.7%。

蔚来第二代电驱动系统:确立了前永磁同步电机后感应异步电机的路线,并做到了永磁同步电机最大功率达到180KW,感应异步电机最大功率可达300KW的水平,蔚来第二代电驱动系统的前永磁同步电机选用了安森美最新的VE-Trac™Direct SiC功率模块。

蔚来汽车的电驱动系统由旗下的XPT蔚来驱动科技公司提供,XPT已在南京、上海、合肥形成一线多点的制造布局。

零部件厂商:布局电驱动系统新品,加快技术迭代

“三合一”集成电驱动系统已经发展成熟,下一步将实现功率电子层面的“多合一”,将OBC车载充电器+高电压DC/DC转换器+逆变器+PDU配电单元进行深度整合,Tier1供应商纷纷推出了全新的电驱动系统产品。

上海电驱动GaN“三合一”电驱动总成:2021年11月,上海电驱动的GaN三合一电驱动总成在安世半导体的展台展出,因其超高的效率,备受青睐。在相同的工况下,对比传统的硅基IGBT电机控制器,其效率提升非常明显。基于氮化镓的电机控制器最高效率可到99.34%,效率大于90%的面积占比为93.58%;基于硅基IGBT的电机控制器最高效率可到98.3%,效率大于90%的面积占比为83.94%。

华为“多合一”电驱动系统DriveONE:集成了BCU(电池控制单元)、PDU(动力驱动单元)、DC/DC(驱动电源)、MCU(微控制单元)、OBC(车载充电器)、电动机、减速器七大部件,实现了机械部件与功率部件的深度融合。同时华为利用其软件方面的优势,将智能化带入到电驱动系统中,实现端云协同与控制归一。这一多合一电驱动系统实现了体积减小20%,重量减轻15%的目标,降低了开发成本,实现了整车前后驱适配。

纬湃科技第四代电驱动系统EMR4:纬湃科技前身为大陆集团动力总成部门,2021年7月,纬湃科技推出了第四代产品EMR4,新产品集高功率密度、紧凑型体型和轻量化多项优势于一体,功率范围覆盖80kW至230kW。与EMR3相比,EMR4效能提升5%,成本却下降了30%,重量减少25%,可搭载400V及800V两个高压平台。

(信息来源:佐思汽车研究)

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