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Shandong Ai Magnetic Drive Technology Co., Ltd.

“多合一电机”成为车企的新赛场

作者: 行业新闻   更新时间:2024-10-01

  早期的新能源车受制于技术水平,还没有多合一驱动的概念,为了让动力系统运行起来,车企采用的往往是分体式的做法,即电机、电控(逆变器)、减速器等关键零部件独立设计,各自工作。

  从工作原理上看,这样并没什么问题,但零部件散落各处,各自为政,动力系统构造变得复杂不说,还会侵占内部空间,整车重量、成本也会变得不可控。随技术的发展,这些零部件开始被整合到电机之中,也就有了所谓的“多合一电机”概念。

  电驱总成满足基本运作需求之后,电驱系统必须往更可靠、更低成本、更小型化、更高性能的方向大步奔跑,实现新能源动力系统的可持续发展,电驱系统的多合一便是行业通往这一目标的主要做法。电动车巨头特斯拉、新能源领导者比亚迪率先将电机、电控(逆变器)、减速器等关键零部件整合到一个模块,缩小动力系统的体积,减轻整车重量,降造成本。

  多合一电驱系统是什么?厂商为何执迷于内卷这一技术?它对新能源汽车又有什么贡献呢?

  电驱系统是新能源汽车的“血液系统”,最能体现车企的技术水平却经常被外界忽视。

  2018年北京车展,比亚迪发布了e平台,带来了三合一电驱系统将电机、电控和减速器集成在一起。由于三者集成在一个模块里,驱动电机与电控直接相连,省去了三相线束,并共用一套冷却系统。好处是,这套系统成本降低了33%,体积和重量分别减少了30%和25%,功率密度增加20%。随后,在此基础上,比亚迪又开发出了八合一、十合一电驱系统,将集成度推至更高的境界。

  今年5月10日,比亚迪发布了e平台3.0 Evo,推出全球首创高效十二合一智能电驱系统,集驱动电机、减速器、电控、整车控制器、电池管理器、高低压直流转换器、车载充电器、高压配电单元、自加热模块等一系列关键元器件于一身,首次搭载于海狮07 EV上。其驱动电机最高转速为23000rpm,标配1200V碳化硅功率模块。

  比亚迪这套十二合一有些“一体式主机”的意味,几乎把新能源车所有的关键零部件集成到一个模块当中,覆盖车上的高低压用电器,模块更紧凑,占用空间、重量更理想。优势也十分明显,模块内的各个零部件以直连的方式相互联系,进一步缩短整车线束长度、控制芯片数量,压低整车制造成本,又或者是把更多空间还给乘员舱。

  当然,一套更紧凑、集成度更高的电驱系统,相当于一套打包好的解决方案,能更好地移植到更多车型上,无需大幅调整线束、零部件布局。

  今年北京车展期间,吉利带来了全新的十一合一电驱系统,以及面向全球的十二合一总成,据说这是目前电驱动系统领域中集成度最高的方案,配套吉利银河的新车型。思路上与比亚迪一样,都是将多个驱动、控制等关键零部件集成到一个模块中,大幅降造成本、提升效率,同时适应多种车型需求。

  吉利的十一合一(全球版十二合一)电驱系统由无锡星驱科技设计和生产,总成重量为79.8kg,相比非集成式系统减轻15%,整车空间更高,续航里程、一体化装配效率也将跟着受益。更高功率的驱动电机,意味着其能够在一样体积之下,做到更高的输出功率。

  “浓缩”一词足以新能源时代电驱动系统的发展的新趋势,多合一可拿来作为车企技术水平的参考标准,无论传统老牌还是造车新势力,没有多合一电驱总成技术,就算是跟不上时代了,长安、广汽、华为、零跑等品牌,不论几合一,都有自己的技术布局。不过,像纬湃科技这样的全球首批商用多合一电驱的供应商,目前仍停留在三合一的阶段,只能说不同厂商之间进度也有所不同。

  多合一电驱总成的路线和意义都很明确,就是为新能源汽车减负降本。我们都知道,新能源汽车上,电机、芯片、电池等零部件占据了相当大一部分的整车成本和重量,车企一直在想方设法解决这两个问题。

  今年年初,比亚迪喊出“电比油低”的口号,打响了汽车价格战的第二阶段。对于绝大部分车企而言,长期在价格战中斡旋肯定看不见出路,但又无法逆转以低价换市场的大潮,不得不选择在所有的环节中降低生产所带来的成本,就连供应链也受价格战影响,承受着下压成本的重任。

  电驱动系统是除了动力电池外成本第二高的部件,决定了整车的能源效率,也是车企集中降本的部分。小通前面也提到,非集成式的电驱动系统不仅占用更多的整车空间,又因为零部件分散,导致不同模块需要独立的控制芯片,还要通过额外的线束将各个部件联系起来,成本和重量难以控制,装配效率低下,留给厂商降本增效的空间十分有限。

  可以说多合一电驱总成就是为新能源汽车降本增效而生,特斯拉通过多合一电驱等一系列技术,显著减少了零部件的数量和线束长度,最新款Model Y上的线吨以内,这在行业当中仍然独树一帜,对功耗、续航里程颇有助益,顺带还把利润空间保住。

  多合一电驱技术也会是行业内卷和筑起技术壁垒的新方向,目前的主流解决方案是三合一电驱,比亚迪、吉利品牌已经做到了十二合一的行业顶尖水平,至少竞争对象一时半会还追不上。但小通认为,新能源汽车在降本增效上还有许多我们未曾看见的潜力,零部件集成度、结构简易度或许还有非常多发掘的空间。

  汽车行业中,车企狂卷电池、电驱两项核心技术,它们不能离开小型化和轻量化,高密度的电驱系统代表着高性能和小体积,高密度的电池代表着小体积和长续航。但这一切都是有终点的,就好像半导体领域的摩尔定律一样,多合一电驱系统也会在未来的某个时间迎来它的终点。

  车企在电驱系统上的努力,无非就是减少线束长度、芯片数量、空间占用,以及提升整体效率,但驱动车辆必要的硬件不能做减法,而且要集成到电驱系统的零部件也是有限的。电驱系统卷到头之后,走向跨域融合,成为中央控制+区域控制的一部分,到时候控制芯片的数量又能更加进一步减少。

  跨域融合又会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、智能化算法等领域,又或者是与AI大模型相互结合,只能说车企能卷的东西还有很多,毕竟新能源汽车摒弃了复杂的机械结构,并由软件主导,本身就具有远超燃油车的升级空间。

  不过电驱系统小型化、集成化的终点并不是今天,因为目前做到十合一以上的厂商屈指可数,中等水准有待提升,十二合一电驱总成方案也不是集成化的最终形态,厂商不断把新车价格打下来的同时,还希望在新技术层面多多内卷,促进新技术落地。