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零部件企業如何玩轉“三合一”電驅動?

2019-10-09 06:00

來自 :汽車之家

作者 :彭斐

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?今年以來,電機、減速箱(單擋或兩擋變速箱)和逆變器集成的“三合一”電驅動系統如雨后春筍般涌現,近日刷爆朋友圈的保時捷首輛純電動超跑Taycan,搭載的就是“三合一”電驅動系統。那么,“三合一”電驅動究竟有怎樣的技術優勢,能讓眾多主機廠爭相追逐?消費者又能從中獲得什么?

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60秒快速了解本文關鍵信息:

  ★“三合一”電驅動實現了輕量化、增大車內空間等目的,這種模塊可以搭載在主機廠的不同車型上,以此減少開發成本。  ★采埃孚、電裝等國際零部件企業通過把“三合一”電驅動與傳統驅動技術相整合,形成了高度集成化的電驅動橋。  ★現在的電驅動全球市場競爭格局不同以往,通過“買買買”來縮短研發制造時間和成本是目前大多數整車和零部件企業的主流選擇。  ★對于主機廠和供應商而言,發展“三合一”電驅動的最大挑戰不在技術層面,而是如何進一步控制成本。


■?“三合一”電驅動更輕、更集成

  “三合一”電驅動的一體化設計簡化了零部件之間的外部布線,達到輕量化、節約成本等目的。對于主機廠來說,“三合一”電驅動讓車輛各系統布局更加靈活;對于終端消費者而言,則可以獲得最大化的乘坐空間,以及寬敞的車輛儲物空間。這種高度集成化設計也為汽車成為住宅、辦公室以外的移動“第三空間”打下了基礎。

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『集成化的電驅動系統讓車輛底盤布局更靈活、車內空間更寬敞』

  電動汽車最初應用的電驅動系統幾乎不存在集成式設計,電機、減速箱、逆變器以及電機控制器等都是分布在整車的各個地方。同時,驅動電機還需要三根又長又重的UVW高壓線連接到逆變器,不僅造成電磁干擾,生產成本還十分昂貴,且占用大量空間。

  因此,以電機和減速箱集成的“二合一”電驅動出現在世人面前,如雪佛蘭Bolt(參數|詢價)搭載的電驅動系統,雖然該系統相比普通電驅動系統來說結構更加緊湊,但“二合一”電驅動仍然沒有解決電磁干擾這個問題,且三根高壓線仍然存在。因此,“三合一”電驅動就應運而生。

  “三合一”電驅動的集成化就像樂高玩具一樣,將一個個汽車零部件實現標準化設計和生產,從而實現模塊化。這種模塊可以搭載在主機廠的不同車型上,以此減少大量的開發成本。

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雪佛蘭Bolt底盤設計結構』

  目前,“三合一”電驅動應用的最大難點在于能否實現“1+1+1>3”,其中涵蓋了集成化、NVH、散熱和潤滑需求,以及更巧妙的結構設計等多方面能力。這也是目前市場上搭載“三合一”電驅動系統的量產車型屈指可數的原因。

■?外資企業強力布局“三合一”電驅動系統

  采埃孚、博格華納、舍弗勒等國際企業推行將電機、減速箱和逆變器與傳統車橋相結合,形成一個高度集成化的電驅動橋產品,使得整個電驅動總成系統具備成本更低、體積更小的優勢。這些零部件企業已經推出了具有代表性的“三合一”電驅動產品。

  采埃孚“三合一”電驅動通過對整套系統的性能優化,使得電能轉換效率提升6%。采埃孚已拿到奔馳EQC的“三合一”電驅動系統供貨合同,這套系統包含電機、單擋變速箱、差速器、功率電子模塊以及全套控制軟件等。

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  此外,采埃孚新推出的集成兩擋變速箱的電驅動系統,首次搭載的量產車型是保時捷Taycan。這款采用緊湊型模塊化設計的產品,能顯著降低能耗,提高車輛續航里程5%。

  愛信與電裝則通過新的合資公司“BluE Nexus”生產“三合一”電驅動系統。愛信的集成化傳動系統與電裝的逆變器,在全球市場占有率都非常高。雙方在電機開發領域也具有領先的技術水平。

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  大陸的“三合一”電驅動系統也即將上市。今年年底,某歐洲品牌一款小型汽車和數款亞洲品牌的緊湊型SUV將搭載大陸的這款“三合一”電驅動系統。除了傳統主機廠,一家德國初創公司Sono Motors推出的Sion電動車也將搭載這套系統。大陸于2019年第三季度在天津工廠開始量產“三合一”電驅動系統。

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  博格華納通過收購電機企業雷米、電控制造商Sevcon獲得了“三合一”電驅動系統關鍵部件的自產能力。繼電機與減速箱集成的“二合一”eDM電驅動模塊實現量產后(已為威馬EX5、長城歐拉等車型配套),博格華納又推出iDM“三合一”電驅動系統。該驅動系統可根據不同的設計架構和應用需求,集成于乘用車和輕型商用車的前軸或后軸上。

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  麥格納于2017年與上汽集團旗下華域汽車成立合資公司開始研發和生產新能源電驅系統,并獲得大眾汽車MEB平臺電驅動系統訂單,預計2020年量產。麥格納可提供3款“三合一”電驅動系統,最大功率分別為100kW(低功率)、180kW(中功率)和253kW(高功率),可以直接用于電動汽車或P4結構(電機位于前輪驅動車輛的后軸上)的混動汽車。

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  舍弗勒的兩擋電橋已經在WEY P8和長安CS75 PHEV車型上應用。舍弗勒在電驅動領域的優勢在于通過并購Compact Dynamics公司加強了其在高性能電機設計方面的能力,以及并購電機定子繞組設備制造商Elmotec Statomat公司,掌握了新一代電機的關鍵制造技術。

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■ 迎來多元化競爭格局

  上述這些國際零部件企業在傳統動力總成系統領域都擁有大量的技術積累。在面臨電氣化轉型,布局“三合一”電驅動系統時,最捷徑的做法是通過收購或建立合資公司來彌補自己的短板,提高自身競爭力。對于汽車制造商而言,通過“買買買”來縮短在電動化領域的投入和時間成本是目前業界的一種常態做法。

  IHS Markit高級分析師張攀登告訴汽車之家編輯:“原在變速箱領域占有大部分市場的國際供應商,在混合動力時代更占優勢。”據了解,采埃孚最近推出的2檔變速器、舍弗勒的P2混合動力模塊(電機安裝于發動機與變速箱之間)已在市場應用。

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『采埃孚兩擋變速器』

  “在純電動汽車領域,各個玩家的起跑線相同,市場格局將不同以往。”張攀登如是說,“博世、電裝、大陸和德爾福,這四家零部件企業在內燃機系統的控制方面可以說是壟斷地位。然而在電驅動領域,他們會有更多的競爭對手。”

■?嚴控成本為關鍵

  “三合一”電驅動最初是由整車廠推動起來的一個技術路線,如特斯拉應用的電驅動系統、蔚來的EDS電驅動系統、比亞迪的“e平臺”等,皆采用了“三合一”設計。而這些主機廠之所以在早期就投入其中,除了對“三合一”電驅動系統市場前景的認可之外,更多的是希望將這些核心技術掌握在自己手中。

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  研發和生產“三合一”電驅動的門檻很高,沒有雄厚的資金和技術實力,企業將難以支撐下去。對于零部件供應商來說,只有產量做到足夠大,才能夠分攤開發成本。以當前的電動汽車消費市場需求來衡量,這些企業暫時都還很難實現“規模效應”。

  眼下,對于零部件企業而言,發展“三合一”電驅動最大的挑戰也許不在技術層面,而是如何在前期低盈利或不盈利的情況下控制生產成本,以及在量產之后如何贏得更多的客戶。

編輯有話說:

  “三合一”電驅動系統能為主機廠和消費者帶來諸多好處,其將成為市場主流是業界比較一致的看法。從國際上各零部件企業推出的“三合一”產品來看,技術均已相對成熟,也可以達到量產條件。本文重點介紹了眾多國際零部件企業的“三合一”產品和市場競爭格局,而國內傳動系統供應商是否還有機會呢?敬請期待后續報道。(文/汽車之家 彭斐)

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