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零部件企业如何玩转“三合一”电驱动?

汽车之家 彭斐

今年以来,电机、减速箱(单挡或两挡变速箱)和逆变器集成的“三合一”电驱动系统如雨后春笋般涌现,近日刷爆朋友圈的保时捷首辆纯电动超跑Taycan,搭载的就是“三合一”电驱动系统。那么,“三合一”电驱动究竟有怎样的技术优势,能让众多主机厂争相追逐?消费者又能从中获得什么?

60秒快速了解本文关键信息:

★“三合一”电驱动实现了轻量化、增大车内空间等目的,这种模块可以搭载在主机厂的不同车型上,以此减少开发成本。  ★采埃孚、电装等国际零部件企业通过把“三合一”电驱动与传统驱动技术相整合,形成了高度集成化的电驱动桥。  ★现在的电驱动全球市场竞争格局不同以往,通过“买买买”来缩短研发制造时间和成本是目前大多数整车和零部件企业的主流选择。  ★对于主机厂和供应商而言,发展“三合一”电驱动的最大挑战不在技术层面,而是如何进一步控制成本。


“三合一”电驱动更轻、更集成

“三合一”电驱动的一体化设计简化了零部件之间的外部布线,达到轻量化、节约成本等目的。对于主机厂来说,“三合一”电驱动让车辆各系统布局更加灵活;对于终端消费者而言,则可以获得最大化的乘坐空间,以及宽敞的车辆储物空间。这种高度集成化设计也为汽车成为住宅、办公室以外的移动“第三空间”打下了基础。

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『集成化的电驱动系统让车辆底盘布局更灵活、车内空间更宽敞』

电动汽车最初应用的电驱动系统几乎不存在集成式设计,电机、减速箱、逆变器以及电机控制器等都是分布在整车的各个地方。同时,驱动电机还需要三根又长又重的UVW高压线连接到逆变器,不仅造成电磁干扰,生产成本还十分昂贵,且占用大量空间。

因此,以电机和减速箱集成的“二合一”电驱动出现在世人面前,如雪佛兰Bolt(参数|询价)搭载的电驱动系统,虽然该系统相比普通电驱动系统来说结构更加紧凑,但“二合一”电驱动仍然没有解决电磁干扰这个问题,且三根高压线仍然存在。因此,“三合一”电驱动就应运而生。

“三合一”电驱动的集成化就像乐高玩具一样,将一个个汽车零部件实现标准化设计和生产,从而实现模块化。这种模块可以搭载在主机厂的不同车型上,以此减少大量的开发成本。

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『雪佛兰Bolt底盘设计结构』

目前,“三合一”电驱动应用的最大难点在于能否实现“1+1+1>3”,其中涵盖了集成化、NVH、散热和润滑需求,以及更巧妙的结构设计等多方面能力。这也是目前市场上搭载“三合一”电驱动系统的量产车型屈指可数的原因。

外资企业强力布局“三合一”电驱动系统

采埃孚、博格华纳、舍弗勒等国际企业推行将电机、减速箱和逆变器与传统车桥相结合,形成一个高度集成化的电驱动桥产品,使得整个电驱动总成系统具备成本更低、体积更小的优势。这些零部件企业已经推出了具有代表性的“三合一”电驱动产品。

采埃孚“三合一”电驱动通过对整套系统的性能优化,使得电能转换效率提升6%。采埃孚已拿到奔驰EQC的“三合一”电驱动系统供货合同,这套系统包含电机、单挡变速箱、差速器、功率电子模块以及全套控制软件等。

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此外,采埃孚新推出的集成两挡变速箱的电驱动系统,首次搭载的量产车型是保时捷Taycan。这款采用紧凑型模块化设计的产品,能显著降低能耗,提高车辆续航里程5%。

爱信与电装则通过新的合资公司“BluE Nexus”生产“三合一”电驱动系统。爱信的集成化传动系统与电装的逆变器,在全球市场占有率都非常高。双方在电机开发领域也具有领先的技术水平。

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大陆的“三合一”电驱动系统也即将上市。今年年底,某欧洲品牌一款小型汽车和数款亚洲品牌的紧凑型SUV将搭载大陆的这款“三合一”电驱动系统。除了传统主机厂,一家德国初创公司Sono Motors推出的Sion电动车也将搭载这套系统。大陆于2019年第三季度在天津工厂开始量产“三合一”电驱动系统。

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博格华纳通过收购电机企业雷米、电控制造商Sevcon获得了“三合一”电驱动系统关键部件的自产能力。继电机与减速箱集成的“二合一”eDM电驱动模块实现量产后(已为威马EX5长城欧拉等车型配套),博格华纳又推出iDM“三合一”电驱动系统。该驱动系统可根据不同的设计架构和应用需求,集成于乘用车和轻型商用车的前轴或后轴上。

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麦格纳于2017年与上汽集团旗下华域汽车成立合资公司开始研发和生产新能源电驱系统,并获得大众汽车MEB平台电驱动系统订单,预计2020年量产。麦格纳可提供3款“三合一”电驱动系统,最大功率分别为100kW(低功率)、180kW(中功率)和253kW(高功率),可以直接用于电动汽车或P4结构(电机位于前轮驱动车辆的后轴上)的混动汽车。

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舍弗勒的两挡电桥已经在WEY P8长安CS75 PHEV车型上应用。舍弗勒在电驱动领域的优势在于通过并购Compact Dynamics公司加强了其在高性能电机设计方面的能力,以及并购电机定子绕组设备制造商Elmotec Statomat公司,掌握了新一代电机的关键制造技术。

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迎来多元化竞争格局

上述这些国际零部件企业在传统动力总成系统领域都拥有大量的技术积累。在面临电气化转型,布局“三合一”电驱动系统时,最捷径的做法是通过收购或建立合资公司来弥补自己的短板,提高自身竞争力。对于汽车制造商而言,通过“买买买”来缩短在电动化领域的投入和时间成本是目前业界的一种常态做法。

IHS Markit高级分析师张攀登告诉汽车之家编辑:“原在变速箱领域占有大部分市场的国际供应商,在混合动力时代更占优势。”据了解,采埃孚最近推出的2档变速器、舍弗勒的P2混合动力模块(电机安装于发动机与变速箱之间)已在市场应用。

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『采埃孚两挡变速器』

“在纯电动汽车领域,各个玩家的起跑线相同,市场格局将不同以往。”张攀登如是说,“博世、电装、大陆和德尔福,这四家零部件企业在内燃机系统的控制方面可以说是垄断地位。然而在电驱动领域,他们会有更多的竞争对手。”

严控成本为关键

“三合一”电驱动最初是由整车厂推动起来的一个技术路线,如特斯拉应用的电驱动系统、蔚来的EDS电驱动系统、比亚迪的“e平台”等,皆采用了“三合一”设计。而这些主机厂之所以在早期就投入其中,除了对“三合一”电驱动系统市场前景的认可之外,更多的是希望将这些核心技术掌握在自己手中。

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研发和生产“三合一”电驱动的门槛很高,没有雄厚的资金和技术实力,企业将难以支撑下去。对于零部件供应商来说,只有产量做到足够大,才能够分摊开发成本。以当前的电动汽车消费市场需求来衡量,这些企业暂时都还很难实现“规模效应”。

眼下,对于零部件企业而言,发展“三合一”电驱动最大的挑战也许不在技术层面,而是如何在前期低盈利或不盈利的情况下控制生产成本,以及在量产之后如何赢得更多的客户。

编辑有话说:

“三合一”电驱动系统能为主机厂和消费者带来诸多好处,其将成为市场主流是业界比较一致的看法。从国际上各零部件企业推出的“三合一”产品来看,技术均已相对成熟,也可以达到量产条件。本文重点介绍了众多国际零部件企业的“三合一”产品和市场竞争格局,而国内传动系统供应商是否还有机会呢?敬请期待后续报道。

来源:汽车之家

作者:彭斐

本文地址:https://www.d1ev.com/news/qiye/100480

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