“多合一电机”已经成为汽车公司的新赛场

05-25 06:39

最初的新能源汽车受到技术实力的限制,没有多合一驱动的概念。为了使动力装置运行,汽车公司通常采用分体的方法,即电机和电子控制(逆变器)、独立设计减速器等关键部件,各自工作。


从工作原理来看,没有问题,但是零件到处散落,各行其是。动力装置结构复杂,会占用室内空间,整车的重量和成本会变得不可控。伴随着技术的发展,这些零件开始融入到电动机中,就有了所谓的“多合一电动机”概念。


电动驱动总成满足基本运行需求后,电动驱动系统必须朝着更可靠、更低成本、更微型、更高性能的方向大步前进,实现新能源动力系统的可持续发展。电动驱动系统的多合一是行业实现这一目标的主要方式。电瓶车巨头特斯拉、新能源领袖比亚迪率先将电机、电子控制(逆变器)、将减速器等关键部件整合到一个模块中,减小动力系统的体积,减轻整车重量,降低制造成本。


什么是多合一电驱系统?为什么厂商痴迷于内卷技术?这对新能源汽车有什么贡献?


模块化、一体化,电驱系统正在悄然进化


电驱动系统是新能源汽车的“血液系统”,最能体现汽车企业的技术实力却常常被外界忽视。


2018年北京车展,比亚迪发布了E平台,带来了三合一电驱动系统,将电机、电子控制和减速器整合在一起。由于三者集成在一个模块中,永磁电机直接与电子控制相连,避免了三相线束,同时使用了一套制冷系统。优点是这个系统的成本降低了33%,体积和重量各自降低了30%和25%,功率密度增加了20%。随后,在此基础上,比亚迪再次开发了八合一、十合一电驱系统,将集成度推向了更高的水平。


比亚迪于今年5月10日发布了e平台3.0 Evo,推出全球首款高效十二合一智能电驱动系统,集永磁电机、减速器、电控、整车控制器、电池管理器、高低压DC转换器、车载充电器、高压配电单元、自加热模块等一系列关键部件于一体,首次搭载海狮07 EV上。它的永磁电机最高转速为23000rpm,标配1200V碳化硅功率模块。


比亚迪的十二合一意味着一个“集成主机”,几乎将新能源汽车的所有关键部件集成到一个模块中,覆盖汽车中的高低压电器。模块更紧凑,占用空间和重量更理想。优点也很明显。模块中的每个部件都是直接连接的,进一步缩短了整车线束的长度,控制了芯片的数量,降低了整车的制造成本,或者把更多的空间还给了乘客舱。



当然,一个更紧凑、更集成的驱动系统,相当于一个包装好的解决方案,可以更好的移植到更多的车型上,不需要对线束和零件布局进行大幅度的调整。


今年北京车展期间,吉利带来了全新的十一合一电动驱动系统和全球十二合一组件。据说这是目前电动驱动系统领域集成度最高的方案,是吉利银河的新车型。和比亚迪一样,思维是将多个驱动、控制等关键部件集成到一个模块中,大大降低了制造成本,提高了效率,满足了各种车型的需求。


由无锡星驱技术设计生产的吉利十一合一(全球版十二合一)电驱系统,总成重量为79.8kg,与15%的非集成系统相比,整车空间更大,续航里程、集成安装效率也将随之受益。更大功率的永磁电机,代表着它能在相同的体积下,实现更高的输出功率。


“浓缩”这个词足够新能源时代电动驱动系统的发展方向,多合一可以作为汽车公司技术水平的参考。无论是传统的老牌还是新的汽车制造力量,都没有多合一的电动驱动总成技术。即使跟不上时代,长安、广汽、华为、零跑等品牌也有自己的技术布局,无论多少合一。然而,世界上第一批商业多合一电动驱动的供应商,如纬派科技,仍处于三合一时期。只能说不同厂商的进步不一样。


为了降低汽车的成本和重量而“浓缩”


多合一电动驱动总成的路线和意义非常明确,就是减轻新能源汽车的负担,降低成本。众所周知,在新能源汽车中,电机、芯片、电池等零部件占整车成本和重量的相当大一部分,汽车公司一直在尽最大努力处理这两个问题。


今年年初,比亚迪喊出了“低电比油”的口号,开始了汽车价格战的第二阶段。对于大多数汽车公司来说,在价格战中常年谈判是没有出路的,但他们无法逆转低价换市场的浪潮。他们不得不选择在各个环节降低成本。甚至供应链也受到价格战的影响,承受着降低成本的负担。


除动力电池外,电驱动系统成本第二高,决定了整车的能效,也是汽车企业集中降本的一部分。小通前面还提到,非集成电动驱动系统不仅占用了更多的整车空间,而且由于零件分散,不同的模块需要单独控制芯片,所有零件都要通过额外的线束连接起来。成本和重量难以控制,安装效率低下,给厂家留下了有限的降低成本的空间。


可以说,多合一电动驱动的总成就是为了降低新能源汽车的成本而诞生的。通过多合一电动驱动等一系列技术,特斯拉显著降低了零件的数量和线束长度。 Y上的线束长度只有100米左右,车重保持在2吨以内,在行业内还是独一无二的,有助于功耗和续航里程,顺便保持盈利空间。


多合一电动驱动技术也将是行业内部和技术壁垒的新方向。目前主流解决方案是三合一电动驱动。比亚迪和吉利品牌已经达到了行业十二合一的顶级水平,至少竞争对手一时赶不上。但小通认为,新能源汽车在降低成本、提高效率方面还有很多我们从未见过的潜力,零部件集成度和结构简单性可能还有更多的发掘空间。


多合一电驱将迎来终点,但不是现在。


在汽车行业,两种核心技术,即汽车公司的狂卷电池和电驱动,都是微型化和轻量化不可或缺的。高密度电驱动系统代表高性能和小体积,高密度电池代表小体积和长续航。但是所有这些都是有终点的,就像摩尔定律在半导体领域一样,多合一电驱系统也将在未来的某个时候迎来它的终点。


汽车公司在电动驱动系统方面的努力,无非是降低线束长度、芯片数量、空间占用,提高整体效率。但是驱动车辆所需的硬件不能减法,集成到电动驱动系统中的零件也是有限的。电动驱动系统卷停止后,向跨域融合转变为中央控制 区域控制的一部分,到时控制芯片的总数可以进一步减少。


跨界结合将是一个新的内卷方向,电子电力技术、电机控制技术、车辆控制技术、智能算法等领域,或与AI大模型相结合,只能说车企还有很多东西可以卷。毕竟新能源汽车摒弃了复杂的机械结构,以软件为主,远远超出了燃油车的升级空间。


然而,电动驱动系统微型化和集成化的终点并不是今天,因为目前实现十合一以上的厂商很少,平均水平需要加强。十二合一电动驱动总成方案不是集成的最终形式。厂商在不断降低新车价格的同时,也希望在新技术上有更多的内卷,推动新技术的落地。


文章来自“电车通”,36氪经授权发布。


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