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什么是动力域?
目前汽车厂商的电子电气架构升级都仍处于域集中式架构阶段,以蔚来 ET7为例,集中式电子电气架构分为辅助驾驶域、底盘域、动力域、座舱域和车身域(也有划分增加了信息娱乐域)。少数领先的车厂已经发展到了跨域融合阶段,比如大众的MEB 平台采用三大控制器来对全车进行控制与功能实现。
动力域核心总成部件详解
新能源汽车三大核心总成部件结构图
其中电机高速化趋势明显,带动减速器向两档减速方向发展。目前,特斯拉 Model 3电机转速已达到17900rpm,国内车企基本也都达到了16000rpm,下一步规划便是18000-20000rpm。然而高转速需要多档减速器技术进行配套。两档减速器从最初的混动系统中的应用走向了纯电系统的应用。相较于单档减速器,两档减速器一方面使驱动电机在更高效的区域运行,从而提升驱动系统效率。另一方面,采用两档减速器后,传动比可以做到更高,汽车动力性随之增加、减少百公里加速时间。此外,采用两个档位后,驱动电机可以更加小型化、低速化,从而降低电机及电控的成本。目前,采埃孚、GKN、麦格纳等企业均已推出两档减速器产品。
随着国内车企纷纷跟进800V高压平台架构,在2022年陆续实现量产交付。小鹏汽车采用来自汇川技术的800V SiC高压产品,小鹏G9将搭载XPower 3.0动力系统,提供两驱单电机与四驱双电机两种选择,其中单电机最大功率230kW(312马力),双电机最大功率分别为175kW(238马力)/230kW(312马力) ,电驱系统最高效率可达95%以上。
部分Tier1供应商电驱动系统产品对比
传统“三合一”电驱动技术升级,将向着“3+3+X平台”演进,即是将三合一的电驱动系统(电机、变速器、电机控制器)与三合一高压充配电系统(DC/DC、OBC、PDU)集成为“六合一”产品,或再进一步与BCU(电池控制单元)、VCU(整车控制器)等集成,形成“七合一”或“八合一”产品,实现机械部件和功率部件的深度融合。同时,电驱动与整车热管理系统进一步联动融合,形成高效能、一体化电驱动热管理系统,通过电机、电控、减速器、DC/DC、电源等冷却系统集成,统一热管理,实现热源集成,减少热交换与热损失,增加热泵吸热效率,以提升电动汽车续航里程。
动力域功能模块详解
2022年2月,随着新能源汽车的持续热销,带动相关零部件出货量快速增长。国内新能源乘用车OBC产品装机量为24.57万套,同比增长160.2%。乘用车BMS产品装机量为24.61万套,同比增长160.7%。
OBC产品方面,与1月相比弗迪动力、威迈斯继续保持前二位置,英搏尔凭借A00客户产品的优势,本月跻身前三名。前三装机量分别为5.83万套、4.63万套和3.08万套。此外,本月超过一万套装机量的企业还包括新美亚、富特科技、欣锐科技以及铁城科技。
BMS产品方面,弗迪电池依旧占据榜首,并且优势明显。第二、第三分别为宁德时代和特斯拉,前三装机量分别为6.7万套、3.31万套和2.42万套。此外,力高技术和华霆动力装机量也超过一万套。本月,凭借入门级车型客户的优势,国创新能和锐能科技也进入前十,国创新能主要为奇瑞新能源提供配套,锐能科技则主要为长安和吉利入门级新能源车型提供配套。
整车控制器是纯电动汽车整车电子控制系统的关键设备。与传统内燃机汽车中的发动机管理系统(EMS)功能相似,纯电动汽车的整车控制器能够合理分配能量,最大限度地提高车载电池能量的利用效率。整车控制器的电控单元(VCU)是整车控制器系统的核心。在VCU市场,联合电子持续保持高的市场份额,2021年7月的装机量接近9万套。而纬湃科技随着大众MEB平台的ID4和ID6的上市上量,在2021年7月出货量超万套,排名前三。
动力域未来八大技术趋势
汽车产业电动化当前主要的难题和挑战有六方面:一是整车开发周期长、成本高,二是充电效率低、充电时间大于40分钟;三是里程焦虑、冬季续航缩水;四是电池安全问题频发;五是动力域智能化发展缓慢;六是车企对于更胜一筹的差异化解决方案的需求。
围绕以上痛点,未来汽车动力域发展将呈现八大趋势,分别是融合极简、千伏闪充、全场景高效、AI使能安全可靠、分布式驱动、智能OTA、集中域控制、数字化开发。
融合极简
从三合一走向N合一超融合动力域架构,硬件模块化,实现整车极简布置及开发。未来,N合一有两大发展趋势,一是上部驱动制动,包括热管理的融合;二是从底盘往上融合,未来底盘域和动力域将互相融合,称之为滑板底盘。
千伏闪充
当前电动车充电便利性不够,充电要1小时,排队可能要4小时。预计未来,快充接近加油体验,5分钟的快充不再是神话,大功率充电需求推动动力域向“千伏” 演进。
全场景高效
通过“比特管理瓦特”,三能互补,AI寻优,实现器件-系统-整车全场景全层级高效。未来需要面向整个域控制的协同、多物理场合的协同,电、机、热管理协同,包括电池本身,实现全场景的高效,满足用户在续航里程的需求。
AI使能安全可靠
分布式驱动
从集中式走向分布式,全轮独驱,灵活高效,打造极致驾驶体验。
智能OTA
AI、大数据、云,与消费者个性化和场景化的需求融合,持续提升动力域智能体验。
集中域控制
从分立部件到分布式域控制,再到控制归一,最终实现整车的高度智能化。
数字化开发
动力域开发从传统模式向数字化方向演进,开发周期减半,开发成本减半。
当前主流的测试方式是经验设计+多轮样机验证,其弊端是时间长,费用高,通常历时3-5年,开发费动辄千万级开发费。未来数字化的导入,基于集成、数字化平台开发,解决优化部分测试,实现1-2年集成迭代,加速电动车的开发进程,带来更新更高的体验。
审核编辑:刘清
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原文标题:产研 | 汽车动力域为何难以被集成化?
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