2021年6月17-18日，上海電驅(qū)動作為戰(zhàn)略合作單位，參加了由NE時代主辦的“2021全球xEV電驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)暨產(chǎn)業(yè)大會”。上海電驅(qū)動電機(jī)研究院院長應(yīng)紅亮分享了《對驅(qū)動系統(tǒng)集成部件的兼容性和復(fù)用性的思考》。

以下為分享內(nèi)容：

我今天給大家?guī)淼念}目是“對驅(qū)動系統(tǒng)集成部件的兼容性和復(fù)用性的思考”。主要分三部分，第一部分，簡單說一下作為電驅(qū)動系統(tǒng)供應(yīng)商我們需要做哪些東西。第二部分，大家都有說一些趨勢，我想要表達(dá)的東西是通過趨勢說一些對兼容性的思考。第三部分，集中講一下兼容性和復(fù)用性的影響因素和我們的一些思考。大家可以看到對于電驅(qū)動系統(tǒng)來說，現(xiàn)在大部分純電動汽車都是集中驅(qū)動的，電驅(qū)動系統(tǒng)就是電機(jī)、逆變器、減速器，可以衍生出很多的構(gòu)型，電機(jī)與逆變器二合一，電機(jī)+減速器二合一的，還有三合一的。這當(dāng)中有又會分出很多細(xì)節(jié)的東西，比如電機(jī)逆變器二合一，怎么二合一，電機(jī)逆變器放在上面、后面還是其他什么地方。大家可以想象一下這些變化對于零部件的兼容性來說是很差的。這是集中驅(qū)動的情況。分布式驅(qū)動，更復(fù)雜，又多了一種，輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)市面上見到的量產(chǎn)的不多，輪轂電機(jī)國內(nèi)最大的一次批量是2010年世博會，100輛場館車四輪驅(qū)動，這是電驅(qū)動做的最大的一次批量應(yīng)用輪轂電機(jī)。大家可以看到，分布式驅(qū)動同樣會引入很多不同的構(gòu)型，這些不同的構(gòu)型會對整個零部件的兼容性、復(fù)用性帶來非常大的挑戰(zhàn)。剛剛說了電驅(qū)動系統(tǒng)現(xiàn)在集成化的趨勢可能是更多的集成化，比如六合一、七合一甚至再加上域控制器，未來是什么樣很難準(zhǔn)確預(yù)測。但是對我們來說我們現(xiàn)在還是扎扎實實先做三合一，從我個人的觀點來看，六合一、七合一應(yīng)用于批量還不成熟。

第二部分，說一下集成電驅(qū)動系統(tǒng)的趨勢。第一，高速化，未來轉(zhuǎn)速會是什么樣的情況呢？目前普銳斯、特斯拉Model 3是17900轉(zhuǎn)左右，國產(chǎn)的比國外的要低一點，但是也不低了，基本上都可以到16000轉(zhuǎn)了，有些下一步規(guī)劃是18000轉(zhuǎn)甚至20000轉(zhuǎn)。但是大家可以看到，產(chǎn)品升級間隔其實是很短的，我們國內(nèi)三合一的系統(tǒng)，前兩年量產(chǎn)的大部分是12000轉(zhuǎn)，兩年之后就到了16000轉(zhuǎn)。一個電機(jī)產(chǎn)品從研發(fā)開始到真正穩(wěn)定兩年左右，我們面臨一個很棘手的問題，研發(fā)要提前多少，研發(fā)提前導(dǎo)致目前的成本能不能受得了，因為高速電機(jī)用在低速些的電機(jī)里是不節(jié)省成本的，但是高速化又是不可逆的趨勢?，F(xiàn)在開發(fā)的兩年后還能用嗎？要有足夠的提前度，否則研發(fā)出來兩年以后批產(chǎn)，性價比就不一定是很高了。復(fù)用性也很重要，我們現(xiàn)在開發(fā)的結(jié)構(gòu)件還能用多少時間，還能沿用在集中其他產(chǎn)品上？對于我們這種電機(jī)及電驅(qū)動系統(tǒng)供應(yīng)商來說，我們希望能夠給客戶帶來更好的性價比的體驗，我們希望能有更多地復(fù)用性零部件。第二，高壓化，是不是所有系統(tǒng)都需要高壓化？個人看法不一定，但是高壓化對電機(jī)企業(yè)來說也造成很大的困擾，絕緣的要求在高壓、中壓、低壓下是不一樣的，生產(chǎn)管理上就有一定的難度，包括采購也會帶來一些小問題。這對于降低成本也是有矛盾的。第三，高效化，大家都追求高效化。這里的高效不是單純意義上效率怎么提高，還包括怎么降低實際運行工況下的損耗。會發(fā)現(xiàn)一個什么問題呢？一些小電機(jī)里面比如硅鋼片，也需要用0.25毫米硅鋼片嗎？學(xué)電機(jī)設(shè)計的都知道，越小的電機(jī)鐵耗占比越小，不需要都是薄規(guī)格的。所以小電機(jī)大電機(jī)硅鋼片兼容起來很難。從原材料采購來說，又出現(xiàn)一個問題，原材料的復(fù)用性、兼容性很差。

再說一下低噪聲和高聲品質(zhì)的需求，現(xiàn)在大家越來越關(guān)注了。而且不光是噪聲低，還要品質(zhì)好，要聲音干凈，尖銳度低，起步要平滑，甚至生命周期內(nèi)都不能有異響噪聲出現(xiàn)。從NVH正向開發(fā)流程上看，立項情況下要從車一級一級往下開發(fā)，實際上多數(shù)情況只能從電機(jī)端來開始一步一步往下做，一步一步往下驗證。會帶來一個什么情況呢？我研發(fā)出來的這款產(chǎn)品有可能只適合于這個車，換一個車有可能它的振動噪聲傳遞路徑情況不一樣，振動噪聲表現(xiàn)也不一樣，依然會導(dǎo)致產(chǎn)品復(fù)用性變差。我們已經(jīng)不止一次碰到這種情況，是通過電機(jī)去解決還是軟件解決還是兩個都要想辦法解決呢？當(dāng)然最好是軟件的手段，但軟件也不是萬能的。

第三部分，關(guān)于兼容性和復(fù)用性的思考。第一個方面，影響它的考慮因素是我們都知道的平臺覆蓋范圍。整車廠說平臺化，希望開發(fā)的動力系統(tǒng)這個車能用那個車能用，都可以用，對我們來說我們希望開發(fā)好的這個功率平臺的東西這家車廠、那家車廠都可以用，我開發(fā)好的東西可以覆蓋多個功率范圍。但是會發(fā)現(xiàn)一個問題，如果我們覆蓋范圍大，兼容性可能好了，但是對于某些定位的產(chǎn)品來說有可能性價比是不好的，成本是高的。如果說我們把它精確定位，比如150千瓦2700牛米，電機(jī)、逆變器都優(yōu)化到最合適情況下，成本是最低的。如果想它產(chǎn)生一些兼容性，一版只能往下兼容，但又存在一個問題，往下兼容的成本又不好了。所以功率覆蓋范圍小，成本會更優(yōu)但兼容性就差了，所以很矛盾。

第二個考慮因素，外部接口。對我們來說希望我們做一楊的接口，你也可以用他可以用的產(chǎn)品，大家一起用最好，這樣我們能把物料成本、采購成本、生產(chǎn)成本攤下來。但是實際上很難，絕大多數(shù)情況下是不能的。

還有產(chǎn)品構(gòu)型的問題，我們現(xiàn)在做的三合一大部分情況下都是這樣的構(gòu)型，控制器非常扁平化的結(jié)構(gòu)，前驅(qū)可以用，后驅(qū)也可以用，但是不是所有車都需要這種構(gòu)型。我們的希望和實際情況很難匹配。大家可以看到這是平行軸的三合一，但有的客戶需要同軸的，那就電機(jī)的也好減速器的也好，零部件統(tǒng)統(tǒng)重來一遍。我這里也畫了幾種構(gòu)型，這是控制器放在上面的，這個控制器往前放一點的，這個是控制器豎起來的，這個是逆變器放在電機(jī)后端蓋的，這是控制器和電機(jī)在減速器兩側(cè)的，不同的客戶不同的構(gòu)型要求，顯而易見這些零件都是沒有辦法共用的，有可能共用的僅剩下了沖片、模塊。這就給我們帶來了很大的挑戰(zhàn)。

還有產(chǎn)品迭代速度，剛才說轉(zhuǎn)速的迭代很快，這里面還有一個問題是線材的迭代也很快，現(xiàn)在我們量產(chǎn)的120千瓦產(chǎn)品是這兩種，圓線的，未來有可能是扁線的，再未來有可能又回到圓線。這種情況下，我們的原材料、零部件都會面臨著無法產(chǎn)生復(fù)用性的問題。

大家可以看到，現(xiàn)在量產(chǎn)的這幾款，未來會分得越來越細(xì)，平臺的功率覆蓋范圍會越來越小，一個平臺對應(yīng)一類車。同時，我們會最大可能的擴(kuò)展同一種沖片的使用范圍，比如這三個平臺的電驅(qū)動系統(tǒng)我是用的同一種沖片，這樣我們能夠提供更好的性價比。在未來，針對第三代的三合一，比如會對35千瓦平臺進(jìn)行一個升級，我們會做一些高速化的改進(jìn)，讓它的沖片能夠更好地適應(yīng)更高速化的需求，產(chǎn)生這三個甚至這四個平臺的產(chǎn)品。這里面結(jié)構(gòu)件基本不用考慮兼容性想了。功率模塊的兼容性也會面臨這成本的壓力，小范圍的覆蓋可能是比較好的選擇，比如可能2個平臺規(guī)格的覆蓋。在未來，我們的產(chǎn)品平臺在逐漸增多，比如我們現(xiàn)在在開發(fā)的20—30千瓦電機(jī)電控，我們考慮了很多兼容性的問題，讓它的與客戶的匹配適應(yīng)性能更好一點。最大的一個平臺，我們規(guī)劃的是做深度集成的電驅(qū)動系統(tǒng)，油冷+扁線的電機(jī)，800V SiC控制器，TC377的MCU，但這類系統(tǒng)很多時候我們電驅(qū)動系統(tǒng)供應(yīng)商又會面臨一種情況：車廠只需要我們提供定轉(zhuǎn)子就行，總成都是車廠自己做，這里我們能做的相對較少了。

總結(jié)一下，做電驅(qū)動系統(tǒng)行業(yè)非常艱難，所謂的產(chǎn)品平臺化很多時候是打引號的，只能說盡量讓這些系統(tǒng)盡可能多地共用一些小的零部件，大的零部件基本上沒有辦法做兼容或者復(fù)用。另外，盡量保持工藝路線的固化和統(tǒng)一。但是這也面臨一個問題，工藝固化了以后，新工藝變革的時候產(chǎn)線改造又會面臨非常大的挑戰(zhàn)。比如三合一的機(jī)殼集成方案，電機(jī)機(jī)殼和減速器殼體的集成方案，會導(dǎo)致總成裝配工藝、生產(chǎn)線的巨大變化；又比如軸承方案，現(xiàn)在4軸承方案，未來可能是3軸承、2軸承方案，工藝變化非常大。這些對產(chǎn)線的復(fù)用性、兼容性帶來非常大的挑戰(zhàn)。