2021年6月17-18日，上海電驅動作為戰略合作單位，參加了由NE時代主辦的“2021全球xEV電驅動系統技術暨產業大會”。上海電驅動電機研究院院長應紅亮分享了《對驅動系統集成部件的兼容性和復用性的思考》。

以下為分享內容：

我今天給大家帶來的題目是“對驅動系統集成部件的兼容性和復用性的思考”。主要分三部分，第一部分，簡單說一下作為電驅動系統供應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動系統來說，現在大部分純電動汽車都是集中驅動的，電驅動系統就是電機、逆變器、減速器，可以衍生出很多的構型，電機與逆變器二合一，電機+減速器二合一的，還有三合一的。這當中有又會分出很多細節的東西，比如電機逆變器二合一，怎么二合一，電機逆變器放在上面、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。這是集中驅動的情況。分布式驅動，更復雜，又多了一種，輪轂電機，輪轂電機市面上見到的量產的不多，輪轂電機國內最大的一次批量是2010年世博會，100輛場館車四輪驅動，這是電驅動做的最大的一次批量應用輪轂電機。大家可以看到，分布式驅動同樣會引入很多不同的構型，這些不同的構型會對整個零部件的兼容性、復用性帶來非常大的挑戰。剛剛說了電驅動系統現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確預測。但是對我們來說我們現在還是扎扎實實先做三合一，從我個人的觀點來看，六合一、七合一應用于批量還不成熟。

第二部分，說一下集成電驅動系統的趨勢。第一，高速化，未來轉速會是什么樣的情況呢？目前普銳斯、特斯拉Model 3是17900轉左右，國產的比國外的要低一點，但是也不低了，基本上都可以到16000轉了，有些下一步規劃是18000轉甚至20000轉。但是大家可以看到，產品升級間隔其實是很短的，我們國內三合一的系統，前兩年量產的大部分是12000轉，兩年之后就到了16000轉。一個電機產品從研發開始到真正穩定兩年左右，我們面臨一個很棘手的問題，研發要提前多少，研發提前導致目前的成本能不能受得了，因為高速電機用在低速些的電機里是不節省成本的，但是高速化又是不可逆的趨勢。現在開發的兩年后還能用嗎？要有足夠的提前度，否則研發出來兩年以后批產，性價比就不一定是很高了。復用性也很重要，我們現在開發的結構件還能用多少時間，還能沿用在集中其他產品上？對于我們這種電機及電驅動系統供應商來說，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用性零部件。第二，高壓化，是不是所有系統都需要高壓化？個人看法不一定，但是高壓化對電機企業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。會發現一個什么問題呢？一些小電機里面比如硅鋼片，也需要用0.25毫米硅鋼片嗎？學電機設計的都知道，越小的電機鐵耗占比越小，不需要都是薄規格的。所以小電機大電機硅鋼片兼容起來很難。從原材料采購來說，又出現一個問題，原材料的復用性、兼容性很差。

再說一下低噪聲和高聲品質的需求，現在大家越來越關注了。而且不光是噪聲低，還要品質好，要聲音干凈，尖銳度低，起步要平滑，甚至生命周期內都不能有異響噪聲出現。從NVH正向開發流程上看，立項情況下要從車一級一級往下開發，實際上多數情況只能從電機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？我研發出來的這款產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，振動噪聲表現也不一樣，依然會導致產品復用性變差。我們已經不止一次碰到這種情況，是通過電機去解決還是軟件解決還是兩個都要想辦法解決呢？當然最好是軟件的手段，但軟件也不是萬能的。

第三部分，關于兼容性和復用性的思考。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，希望開發的動力系統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，我開發好的東西可以覆蓋多個功率范圍。但是會發現一個問題，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、逆變器都優化到最合適情況下，成本是最低的。如果想它產生一些兼容性，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品，大家一起用最好，這樣我們能把物料成本、采購成本、生產成本攤下來。但是實際上很難，絕大多數情況下是不能的。

還有產品構型的問題，我們現在做的三合一大部分情況下都是這樣的構型，控制器非常扁平化的結構，前驅可以用，后驅也可以用，但是不是所有車都需要這種構型。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，那就電機的也好減速器的也好，零部件統統重來一遍。我這里也畫了幾種構型，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后端蓋的，這是控制器和電機在減速器兩側的，不同的客戶不同的構型要求，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。

還有產品迭代速度，剛才說轉速的迭代很快，這里面還有一個問題是線材的迭代也很快，現在我們量產的120千瓦產品是這兩種，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生復用性的問題。

大家可以看到，現在量產的這幾款，未來會分得越來越細，平臺的功率覆蓋范圍會越來越小，一個平臺對應一類車。同時，我們會最大可能的擴展同一種沖片的使用范圍，比如這三個平臺的電驅動系統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35千瓦平臺進行一個升級，我們會做一些高速化的改進，讓它的沖片能夠更好地適應更高速化的需求，產生這三個甚至這四個平臺的產品。這里面結構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個平臺規格的覆蓋。在未來，我們的產品平臺在逐漸增多，比如我們現在在開發的20—30千瓦電機電控，我們考慮了很多兼容性的問題，讓它的與客戶的匹配適應性能更好一點。最大的一個平臺，我們規劃的是做深度集成的電驅動系統，油冷+扁線的電機，800V SiC控制器，TC377的MCU，但這類系統很多時候我們電驅動系統供應商又會面臨一種情況：車廠只需要我們提供定轉子就行，總成都是車廠自己做，這里我們能做的相對較少了。

總結一下，做電驅動系統行業非常艱難，所謂的產品平臺化很多時候是打引號的，只能說盡量讓這些系統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用。另外，盡量保持工藝路線的固化和統一。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線改造又會面臨非常大的挑戰。比如三合一的機殼集成方案，電機機殼和減速器殼體的集成方案，會導致總成裝配工藝、生產線的巨大變化；又比如軸承方案，現在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。這些對產線的復用性、兼容性帶來非常大的挑戰。