新能源汽车电驱系统发展趋势与降本路径分析
新能源汽车电驱系统发展趋势
电机发展主线：轻量化、低成本、高效率。
- 轻量化：高速化（产业化最高转速18000rpm，下一代30000rpm），伴随高电压化。
- 低成本：利用磁阻转矩，减少永磁体（转子）用量，采用铝扁线、铜包铝扁线（定子）。
- 高效率：异步变永磁、圆线变扁线、水冷变油冷或水冷+油冷。
MCU发展主题：高效率、低成本、高可靠性。
- 高效率：SIC/GaN替代Si，变电压控制策略（BUCK/BOOST，电池串并联变化）。
- 低成本：提高功率密度，减小体积重量。
- 高可靠性安全性：散热方式革新（双面散热、低温银烧结、低温真空焊接），功能安全。
动力总成发展主题：轻量化、低成本、高效率、Z向高度低。
- 轻量化低成本：电机与减速箱共壳体、共端盖、共轴承、电机与MCU共壳体。
- 高效率：缩短或取消电机与MCU连接导线，电机与减速箱油冷，Z向高度低设计。
多产品综合设计与集成能力：
- 多合一电驱动系统是发展方向，更高集成设计。
- 电机、电机控制器、减速箱新技术新材料应用。
- 动力总成平台化产品生产体系，涵盖所有新能源乘用车车型。
产品可靠性设计验证：
- 结构创新：轴承与润滑技术（脂润滑、油润滑、悬浮轴承），转子机械强度（纤维套增强）。
- 电机高速化：轴电流问题，效率问题（高速弱磁效率低，减速箱NVH与成本上升），控制问题（MCU高开关频率及高性能控制技术）。
- 电驱系统高压化：800V平台优势（充电快、能效高、电池发热少、减重），成本问题（功率器件、BMS、绝缘成本上升），800V充电桩普及问题。
- 电驱系统高效化：扁线电机（槽满率提高、成本降低、散热能力增强），SIC/GaN（效率提升、成本下降）。
- 减速箱高速低成本化：轴承与润滑技术，NVH问题，材料机械强度与疲劳寿命问题，加工工艺精度与成本问题，减速箱无齿轮化设计。
- 油液混合冷却技术普及：水冷系统（结构简单，冷却效果受限），油冷系统（导热效率高，可深入电机内部冷却），油冷系统综合成本低，可靠性高。
- 一体化热设计与热管理：整体热设计（系统降本及能效提升），电机油冷散热与减速箱一体化设计，热泵空调应用。
- 提高可靠性降本：双面水冷技术（DSC），氮化铝陶瓷基板，低温银烧结或低温焊接技术，功率回路低热阻、高可靠性设计。
800V高压电驱系统降本实践
结构创新：
- 高度一体化集成：电机与MCU完全集成，降低Z向高度，统一前后驱平台，无电机引线，提升效率。
电机高速化：
- 转速提升带来的成本降低，泛高速化意义有限，高速化带来的问题（转子离心力、轴承选择、涡流损耗、NVH、标定测试台架资源）。
电驱系统高压化：
- 800V平台优势与成本问题，采用高压MCU实现低压充电桩为高电压电池包充电技术。
电驱系统高效化：
- 扁线化带来的效率提升、生产一致性与质量提升，SiC器件成本下降趋势，混合器件、混合系统方案分析，变电压控制（SIC实现高效Buck/Boost交错并联装置）。
减速箱高速低成本化：
- 电机高速化带来的减速箱变比增加和CLTC效率下降问题，两档箱/多档箱选择，减速箱高速传动轴无齿轮化。
油液混合冷却技术普及：
- 油冷系统优势，高速搅油损耗与低温启动预热问题，主动加热功能实现难点。
提高可靠性降本：
- 产品可靠性重要性，开发完全国产自主可控、高可靠性低成本电驱系统核心零部件。
关于整车开发的一点思考
汽车市场发展趋势：
- 2035年纯燃油车消亡，环保燃料汽车占比20%，混合动力汽车占比40%，纯电动占比40%。
根据应用场景定义汽车：
- 乘用车：家庭第一辆车（混合动力），城市代步（EV纯电动），城市运输（EV纯电动），城际运输（EV纯电动换电-PHEV），长途（HEV）。
- 商用车：城市运输（EV纯电动），城际运输（EV纯电动换电-纯电动-PHEV），省际运输（加氢去碳环保燃料汽车、HEV）。
电驱系统可靠性与安全性问题：
- 产品可靠性，国产自主可控核心零部件，整车结构安全可靠性，VCU/MCU/BMS控制系统安全性，信息安全，智能驾驶功能鲁棒性，智能电源系统设计。
积极解决现有现实问题：
- 智能化功能实际应用与夸大宣传（无人驾驶、智能泊车、智能辅助驾驶），电动车问题（高速续航里程焦虑、保险、电池回收）。
注重安全性可靠性基础上降本：
- 整车降本原则，整车线束无线化，高度集成，大LCD/LED屏幕可拆卸，分布控制智能灯，电转向助力EPS、电刹车EMB应用，探索新的整车系统组成架构拓扑。
