在TMC會議上，有企業(yè)對新一代電驅動系統(tǒng)技術特征和技術方案做了總結。

Part 1

電驅動技術發(fā)展的趨勢

電驅動系統(tǒng)技術，是整車能耗的核心關鍵因素，在全球的電動汽車三電水平中占據(jù)了非常重要的位置。從目前的整體發(fā)展趨勢來看，電驅動的發(fā)展主要包括以下的特征：

◎?更輕盈：通過多合一深度集成方案，將電機、電控、減速器、電源控制等多個子部件集成在一起，從而降低成本、減輕重量，并提高整車性能和靈活性。不同的集成方案包括8in1、7in1、6in1、5in1和3in1等，有些方案甚至朝著芯片級集成、域控開發(fā)方向發(fā)展。

◎?更高效：通過采用800V高壓扁線定子技術，高效油路設計，以及溫度補償修正等技術手段，提高系統(tǒng)的能量轉換效率，從而減少能量損耗和提高整車續(xù)航里程。

◎?更安靜：為了降低噪聲和振動，新一代電驅動系統(tǒng)采用多系統(tǒng)耦合NVH開發(fā)和多目標優(yōu)化技術，從整車和電驅動系統(tǒng)兩個層面優(yōu)化NVH性能，以提供更加安靜舒適的乘坐體驗。

◎?更智能：通過采用域控技術、軟件集成開發(fā)和虛擬化技術，將不同功能模塊進行獨立封裝，并通過Hypervisor系統(tǒng)進行調度，從而實現(xiàn)高效的核資源分配和系統(tǒng)獨立性，提高系統(tǒng)的智能化水平。

在新一代電驅動系統(tǒng)的迭代下，圍繞輕量化、高效化、降噪化和智能化，這些特征也使得車企和Tier1的分工體系面臨巨大的挑戰(zhàn)。

更輕盈|多合-進行輕量化減重

更高效|優(yōu)化驅動效率，降低整車能耗水平

更安靜| 驅動和整車能感受到更好的NVH特性

更智能| 打通驅動部分和整車模式的壁壘

Part 2

集成化帶來的挑戰(zhàn)

電動驅動系統(tǒng)中多合一的發(fā)展趨勢是目前規(guī)避不了的事實，并不是每個工程人員都認同多合一的發(fā)展方向，需要仔細分析每個方案的價值和效果。

多合一的集成方式

目前車企和零部件企業(yè)，都在根據(jù)自身的開發(fā)能力選擇相應的集成方案，現(xiàn)階段大多傾向將大小三電進行集成。從車企來看，準備為未來的芯片級集成即域控開發(fā)做準備，傾向將動力系統(tǒng)的相關控制器進行集成，開發(fā)出七合一，八合- -等產品。

●?多合一系統(tǒng)的結構和優(yōu)勢

簡單來說，多合一系統(tǒng)是一種復雜的集成體系，其結構包括至少三個主要子部件。它整合了電驅動系統(tǒng)（包括電機、電控、減速器等）和電源控制系統(tǒng)（包括OBC、DCDC、PDU等），還有VCU、BMS等。

多合一系統(tǒng)的集成帶來了多方面的優(yōu)勢：

◎??成本降低：通過共享殼體、線束、連接器等硬件，結合電子電路和軟件算法，實現(xiàn)BOM降本。

◎??供應鏈簡化：多合一方案有助于簡化OEM供應鏈的管理，縮短開發(fā)周期，高效降本。

●?市場趨勢和挑戰(zhàn)

根據(jù)NE研究院的數(shù)據(jù)分析，多合一方案的滲透率在電驅動系統(tǒng)中迅速提升，當前已超60%。2022年，比亞迪等廠商在高度集成方面處于領先地位，自制系統(tǒng)的比例高達97.7%。這導致更多車企加強系統(tǒng)自研需求，同時Tier1供應商需改變價值鏈位置，增加研發(fā)投入。

在中國，電驅動領域的Tier1的挑戰(zhàn)在于，如何在高度定制的多合一系統(tǒng)的產業(yè)鏈中生存下來。解決方案在于一方面要保持關鍵技術領先，另一方面要控制成本，實現(xiàn)更高性價比。

●?技術轉型和行業(yè)觀點

在行業(yè)內部，存在關于多合一發(fā)展的不同觀點，經(jīng)過交流總結如下：

◎?主流趨勢：多合一電驅動系統(tǒng)是電動汽車行業(yè)的主流趨勢之一，能降低成本、減輕重量，提高整車性能。

◎?快速滲透：多合一系統(tǒng)的滲透率在電動汽車行業(yè)中快速提升，幾乎所有的車企都在嘗試做開發(fā)，主要是在前驅的純電動車型里面嘗試。

◎? 車企對技術需求增強：車企要求更多掌握零部件的關鍵技術，這使得國內電驅動產業(yè)的分工出現(xiàn)了變化，Tier1供應商價值鏈上的位置轉移。

◎??技術挑戰(zhàn)：目前多合一方案的發(fā)展還面臨一些技術挑戰(zhàn)，例如EMC、NVH和可靠性等問題需要持續(xù)研發(fā)和改進。

◎??發(fā)展方向：目前，多合一的產品形態(tài)正在從機械結構集成向電力電子深度集成發(fā)展，未來可能朝向芯片級集成、動力域控制器等方向。

值得注意的是，盡管多合一方案帶來了諸多好處，但并非每個企業(yè)都認同其發(fā)展方向，很多第一線的研發(fā)工程師，從可靠性和售后維修方面提出了非常尖銳的觀點。

Part 3

如何設計高集成度電驅動EMC的設計

EMC（電磁兼容性）是新一代電驅動系統(tǒng)中需要解決的重要問題。多合一深度集成，設計起來難度很大，如何解決深度集成所帶來的電氣干擾和干擾耦合等問題。電機控制模塊、電源模塊、PDU集成為多合一控制器后，其EMC如果需要達到單模塊同樣的等級，需要更多的設計。

挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)以下幾個方向：

◎?多合一對外電氣接口增多

◎?內部多模塊存在干擾耦合

◎?高低壓之間干擾耦合

EMC解決方案基于可識別的風險點，可在設計階段采取以下措施優(yōu)化：

●??端口濾波：

◎?高、低壓端口布局上分離：將高壓和低壓端口分開布局，避免相互干擾。

◎?高低壓線束空間布局間隔5cm以上：保持高壓和低壓線束之間的最小距離為5厘米，減少串擾。

◎?禁止高低線束布局交叉：防止高壓和低壓線束相交，防止干擾。

◎?高壓線束設置屏蔽層：對高壓線束進行屏蔽，減少輻射和敏感性。

●??分腔設計

將電控模塊和電源模塊分開設計，通過仿真測試來排查功率模塊之間的相互干擾情況。?

●??隔離屏蔽

◎??端口防護部件布局：對端口設置防護部件，如磁環(huán)等端口濾波器，用于減少騷擾頻段的影響。?

◎?AC輸入、DC輸出端口設計兩級濾波：對AC輸入和DC輸出端口分別設置兩級濾波器，以減少干擾。?

◎?其他端口設計磁環(huán)等端口濾波：對其他端口也采用磁環(huán)等濾波器，以降低干擾。?

◎?板內GND與FG直連：板內的地線（GND）與機殼（FG，F(xiàn)rame Ground）直接連接，提高設備的地連接性。

●??接地設計

◎?端口Y電容濾波接地FG：在端口設置Y電容濾波，并將其接地到機殼，以提高接地效果。?

◎?高壓線束屏蔽層兩端接地：對高壓線束的屏蔽層兩端接地，以提高屏蔽效果。?

◎?板內低壓端口設置TVS與電容進行鉗位抑制靜電及瞬態(tài)浪涌波形：在板內低壓端口設置TVS（穿孔式變壓器）和電容來抑制靜電和瞬態(tài)浪涌。?

●??防雷擊浪涌設計

AC端口設置共模抑制電感、放電管、壓敏電阻等進行防雷擊浪涌設計。

小結：電驅動設計是一個不斷努力的過程，是把先進技術轉化為優(yōu)秀產品的艱辛旅程。隨著時間的推移，技術能力的差異將更明顯地體現(xiàn)出差距來。

編輯：黃飛

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