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来源:官网截图

这家企业“4合一”电驱号称地表最强,比亚迪:8合一了解下

2022-06-17
超电实验室
“N合一”电驱内卷大赏。

三合一、四合一、N合一……电驱系统随着新能源汽车的发展越来越“卷”。

国外一家零部件供应商——舍弗勒近日展示了一系列电驱动解决方案,其中包括一项重要的技术——4合1电动车轴驱动系统。

虽然该驱动系统仍在研发中,还未装车量产,但舍弗勒已经把这套系统称为迄今为止最全面最强的电动汽车驱动系统。

这套4合1的驱动系统,除了通常集成在一个组件中的电动机、电力电子设备和传动组件外,还包括了热管理系统。官方称,高度集成将大大节省车内空间,也能提高电动车效率。

其实4合一电驱动并不新鲜,作为纯电动车的核心,电驱系统集成化是为了优化效率,提升能量密度。华为发布过7合一电驱解决方案,比亚迪甚至集成到8合一。

这几种集成驱动方式有什么区别呢,是不是“合”的越多越好?

“合”的都是什么?

了解4合1电动车轴驱动系统之前,我们先聊聊舍弗勒。

作为一家在全球范围内生产滚动轴承的德国企业,舍弗勒在汽车供应商中的地位很高,其汽车工业部凭借在轿车和货车的整体动力系统的技术,和市面很多汽车制造商都有合作。

此外,舍弗勒集团还活跃在工业制造和航空航天领域,还是德国大陆集团最大的股东。

此次舍弗勒推出的4合1电动车桥驱动系统,除了集成电动机,电力电子设备和传动组件外,最重要的是新增了一套热管理组件。

起初的电驱系统并没有集成化设计,每个部件都有单独的位置,通过线束连接,导致驱动系统十分冗杂。

而且和内燃机能够爆发出高热量不同,电动汽车的电机并不会产生非常高的热能。不过电动机转速非常高,转子轴承与空气磨损也会产生一定程度的温度,这些热量对于电动汽车电机来说是“稀缺且有价值的东西”。

这些热量可以用来加热内部结构或电池,从而优化续航里程,加快充电速度。如果没有可用热量,就必须消耗电池的能量,从而增加能耗。

舍弗勒这套4合一电驱系统,一方面采用了废热(电机通过高转速产生的热量)回收,另一方面则得益于新的二氧化碳热泵的作用,使用该驱动系统可以将能耗降低14%。

舍弗勒电驱动业务部负责人Jochen Schr der表示,热管理系统可以大幅提高汽车的效率和舒适性。通过四合一电动轴,可以创造一个高度集成和紧凑的完整系统。

而且热管理系统可以使电动车在充电后跑得更远,充电速度也会更快。

需要注意的是,舍弗勒所推出的4合1电动车桥驱动系统与国内企业纯“三合一”电驱动方案有所不同,舍弗勒4合1系统是与传统车桥相结合,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、效率更高的优势。

舍弗勒4合1电动车轴驱动系统所结合的传统车桥是一种机械产品,但由于集成了电动机和电控部分,涉及的技术范围更广,技术要求也更高。

为什么要合在一起?

自新能源汽车革命爆发以来,集成电驱技术也在不断迭代。二合一、三合一的电驱动总成,已经有不少厂商和车企尝试并成功实践过。

在目前量产的纯电动汽车中,三合一电驱已经成为主流。

以华为DriveONE 三合一电驱动系统为例,集成了电机控制器、电机和减速器,系列化产品可以适配从A0级到C级车型的不同需求,峰值功率覆盖150kW、220kW和270kW。

这套电驱动系统就已经成功配套于赛力斯、极狐等多款车型当中。

零部件高度集成化已成为必然趋势,而之前单电驱系统和二合一的电驱动系统囿于体积和重量等弊端,已经不再满足当前需求。

集成最大优势就是减少体积,使车辆内各系统的布局更加灵活,同时也获得了更多的车内乘坐空间和储物空间。并且整车重量也大幅降低,一定程度上可以增加电车的续航里程,重心下降, 利于整车操控。

此外“多合一”还有利于车企的平台化设计,即在不同车型上安装同一套系统,可扩展的模块化设计,大大缩短产品开发周期,降低了研发成本。

但是目前“多合一”电驱动系统技术还没有完全成熟,研发难度仍较高。一方面虽然“多合一”的设计减少了占地面积,但同时也需要一个专门的空间来容纳,因此更适用于新的平台或新车型。

另一方面,“多合一”电驱动系统采用集成化设计后,系统内各部件的间距也有所缩小,散热问题也不得不重新考虑。

牵一发而动全身,整个系统的散热,以及后续的风冷、液冷冷却系统等一系列相关配套设施都要重新考虑,因此也更加考验技术和设计能力。

“合”得越多越好?

近两年来,一些车企和厂商不再满足于“三合一”的电驱系统,开始向“七合一”“八合一”等多合一电驱系统方向研发。

2021年长安发布了新一代七合一高度集成电驱系统,最高效率突破95%。这套系统深度集成了电机减速器、电机控制器、电压变换器、DCAC、直流升压、高压分线、交流充电等功能。

相比长安在2018年发布的三合一电驱系统,新一代七合一则融合了新材料、新工艺、人工智能等先进技术,从而使体积减少了5%,重量降低了10%。简单来说就是效率提高了,成本反而下降了。

除了长安,华为也可以提供多合一电驱系统,集成了电机控制器(MCU)、电机、减速器、车载充电机(OBC)、电压变换器(DC/DC)、电源分配单元(PDU)及电池管理系统主控单元(BCU)七大部件。

华为的这套多合一电驱动系统有120kW和150kW两种型号,目前官网仅给出了120kW的详细参数信息。120kW的电驱动系统重量不到75kg,尺寸为410mm*400mm*330mm。

但目前华为这套七合一电驱系统还没有搭载在具体车型上,还没有经过市场检验。

不过我们可以确定的是,“三合一”的技术工艺已经如此复杂,“多合一”的设计和开发难度只高不低。

如果说“七合一”电驱系统还不够卷的话,还有比亚迪的“八合一”。

比亚迪e平台3.0的首款车型海豚上,搭载了比亚迪八合一电驱系统,该系统融合了电机、电机控制器、减速器、车载充电器、直流变换器、配电箱、整车控制器、电池管理器八大部件。

有不少人习惯性认为多就要比少好,但事实上什么样的电驱系统更好,并不能用简单的多部件整合判断。

多合一的使用场景或许更适用A级小车,或者是一台MPV,这种车型不需要太过强劲的动力性能,却对空间有更高的要求,在安放一台电机后还能有摆放行李箱的空间。

如果车企具备较强的整合能力,并且可以放下姿态让供应商参与研发,就可以选择华为DriveONE的驱动系统。

其实无论几合一的电驱系统,其最终的共同目的都是通过高度集成的方式来高效节省空间和重量,提升整体效能,重点是如何在技术和成本间做个平衡。

毕竟最贵的不一定是最好的,适合自己才是最好的。

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