新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)和解決方案

隨著中國雙積分政策的落地以及世界各國陸續(xù)發(fā)布純?nèi)加蛙嚱蹠r間表，各大主機廠都已將新能源汽車開發(fā)作為后續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，而這也造就了目前門派林立的新能源系統(tǒng)方案，諸技術(shù)路線可謂八仙過海各顯神通。對于中國市場，可以說是兼容并蓄，博取眾家之長，小編之前的文章“面對日益嚴(yán)格的油耗排放標(biāo)準(zhǔn)壓力，新能源何去何從？”從混合動力汽車構(gòu)型方面分析對比了目前市面上的主流拓?fù)浞桨?，要想決勝于華山之巔，不能徒有其表，更需要注重內(nèi)功即電驅(qū)系統(tǒng)解決方案的研習(xí)。

圖1 世界各國禁售純?nèi)加蛙嚂r間表

俗話說外行看熱鬧，內(nèi)行看門道，面對政策的引導(dǎo)與推動，面對新趨勢新市場新需求，要想從擂臺比武中脫穎而出，新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)的發(fā)展可謂是挑戰(zhàn)重重。

第一重挑戰(zhàn)在于“新四化”的影響

自動化、互聯(lián)化與共享化的迅猛發(fā)展使得大數(shù)據(jù)分析，云端互聯(lián)，全生命周期維護，自動駕駛等課題不斷的推進與快速發(fā)展，而這些進而會要求電驅(qū)動系統(tǒng)具有更高的功能安全等級，具有相應(yīng)的冗余設(shè)計，與此同時也會催生新技術(shù)諸如無線充電等的發(fā)展。

圖2 自動化、互聯(lián)化、共享化的快速發(fā)展

第二重挑戰(zhàn)在于“整車技術(shù)革新”

隨著電動化的發(fā)展，高可靠性、高效率、多平臺應(yīng)用以及低成本將是整車集成設(shè)計中一個重要的考核點，而這也會要求電驅(qū)系統(tǒng)具有更為緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計、更優(yōu)的性能輸出以及更低的系統(tǒng)能耗。

第三重挑戰(zhàn)來源于“整車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展”

從分布控制器到域控制器，再到中央集成式控制器甚至是云端互聯(lián)，電子電器架構(gòu)的轉(zhuǎn)變會使得電驅(qū)動系統(tǒng)在集成上、通訊上以及軟件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計等方面提出更高的要求，集成化不僅會帶來部件的集成，功能的集成與融合也會是未來一個重要的發(fā)展，而由集成所帶來的軟件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，可移植化問題也會使得基于Autosar的軟件架構(gòu)成為一個重要的研究點，而在通訊模式上，數(shù)據(jù)體量更大更便捷的傳輸也會使得Flex Ray，Ethernet等不斷發(fā)展。

圖3 整車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢

那么應(yīng)對重重挑戰(zhàn)，要想比武奪魁，各路豪強應(yīng)該如何應(yīng)對呢？

小編認(rèn)為：首先，自然是需要把握發(fā)展趨勢，夯實基礎(chǔ)。無論是對于混合動力汽車還是純電動汽車，在目前這種群雄紛爭的局面下選擇適合自己的技術(shù)路線尤為重要。

對于混合動力系統(tǒng)而言

對于具有相當(dāng)變速箱機械研發(fā)設(shè)計經(jīng)驗的企業(yè)，可以考慮電機與減速器深度集成的形式（如eDCT, eAMT, P2）；

對于在混動領(lǐng)域的新生代車企或者對于發(fā)動機的匹配上具有較多經(jīng)驗的車企，如若能夠解決減速器的設(shè)計以及發(fā)動機的合理匹配問題，結(jié)構(gòu)和控制上相對簡單的串并聯(lián)混合動力系統(tǒng)可能會是一個較優(yōu)的選擇，該種方案已經(jīng)被國內(nèi)多家主機廠進行搭載測試；

對于已經(jīng)布局行星排變速器專利的企業(yè)，如若具有相應(yīng)的機械以及電控技術(shù)積累，PS結(jié)構(gòu)是一個比較好的選擇。

圖4 高集成度的混合動力產(chǎn)品

表1 混合動力拓?fù)鋬?yōu)劣對比表

對于純電動而言

基于“新四化”等外部需求，結(jié)構(gòu)簡單緊湊將是其一個重要命題，那么eAxle系統(tǒng)（即電機，電機控制器以及減速器的三合一深度集成）則是圍繞這一命題的一個重要解決方案。

圖5 適合純電動的eAxle系統(tǒng)

僅僅通過夯實基礎(chǔ)想要笑傲江湖自然還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一些特殊技能的修煉將成為決定勝負(fù)的關(guān)鍵：

技能一：“集成”。零部件集成、功能集成將成為一個重要的方面，高度機械集成會要求零部件具有更高的耐振動等級，比如之前對于控制器要求的3g/5g的耐振動等級可能需要提升至10g甚至更高；更優(yōu)的熱性能設(shè)計，多合一的集成不僅僅要求的是機械上的融合，如何設(shè)計冷卻回路，并保證多合一條件下各個部件熱性能測試的通過將是一個需要著重考慮的點，與此同時，多控制器的深度集成也將形成另一必殺技。

技能二：“性能優(yōu)化”。設(shè)計更高電流能力與功率密度的控制器以滿足系統(tǒng)對于輸出功率以及扭矩提升的需求，同時還需要兼顧系統(tǒng)較優(yōu)的輸出效率。

技能三：“功能多樣化”。這個不僅僅只是在原有部件功能上的簡單疊加，更多的會要考慮外部數(shù)據(jù)的引入，同時還需要兼顧考慮控制器和控制器之間的功能融合與優(yōu)化。那么綜合外部環(huán)境道路信息的整車實時優(yōu)化控制策略，基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動的部件故障預(yù)診斷，保養(yǎng)提示與維護等功能也將成為決戰(zhàn)武林的第三大利器。

總而言之，應(yīng)對新趨勢下各路豪強的挑戰(zhàn)，內(nèi)外兼修必不可少。而對于聯(lián)合電子電力驅(qū)動業(yè)務(wù)部而言，經(jīng)過近十年的發(fā)展，目前在新能源電驅(qū)系統(tǒng)方面已具有較深的積累與研究，并且憑借扎實的本地研發(fā)制造能力以及博世集團的全球協(xié)作，可以針對各大主機廠的技術(shù)特點，見招拆招，幫助企業(yè)應(yīng)對未來各種各樣的挑戰(zhàn)。聯(lián)合汽車電子不斷進步與發(fā)展，終將屹立于“武林”之巔。