2024 年全年新能源乘用车电驱搭载量预测 1150 万套，三合一及多合一电启动系统搭载量有望达到 850 万套，1~10 月份新能源汽车销量 975 万辆，其中多合一的搭载比例越过了 20%九玩游戏中心官网，主要利用于 A 级车。三合一或多合一集成的电驱系统冉冉成为阛阓的主流期间道路。

2024 年 11 月 27 日，在第五届汽车电启动及关键期间大会上，合众汽车能源总成总工程师刘平宙以为，从铺张者购买电动汽车的痛点和和整车开发需求开赴，联结系统关键属性，零部件期间朝着集成化、平台化、模块化、低老本等标的发展。从刻下行业痛难点来看，搭载于新能源汽车电驱关键期间需要突破低老本、小体积、高效用、长续航、高可靠、长命命、高自得、低杂音、高安全、高智能等十大期间经营。同期，电驱期间发展趋势大体可分为三代，第一代为分气象，第二代为三合一，渐渐走向第三代，即多合一深度集成。

刘平宙 | 合众汽车能源总成总工程师

以下为演讲内容整理：

电驱系统发展趋势

连年来，跟着新能源汽车在阛阓渗入率的不竭攀升，电驱系统集成化居品的利用日益平日，尤其是"三合一"电驱系统，已占据阛阓的主导地位。与此同期，跟着"多合一"期间的约束老练与平日利用，其阛阓占有率也权贵普及。据统计，本年 1 至 6 月，该类型居品在通盘这个词阛阓的占比已达到 20%，量度跟着阛阓履行的长远，至 10 月其阛阓占有率可能达到 30% 以致更高。

在新能源汽车的运营经由中，铺张群体或末端用户对居品有着一系列要点护理的问题，咱们将其归纳为七大痛点与八大需求。基于这些反应，咱们界说了一系列关键属性，并据此对期间发展标的的经营问题进行了梳理与归纳。

由于整车空间有限，且中间件众多，对电驱系统的体积提议了极为尖刻的要求。系统效用的普及也成为了行业内的焦点话题，单电机效用高达 98% 的案例虽令东谈主防卫，但评估时需全面筹商，因为对于整车而言，整套电驱系统的效用才是决定其续航里程与性能优劣的关键成分。此外，高可靠性、自得性、低噪声以及智能化等经营，在居品的发展经由中不异受到了行业内的高度护理。

图源：演讲嘉宾素材

通盘这个词居品的发展趋势资格了从传统分气象拼集模式向三合一期间的演进，并进一步向改日的多合一期间迈进。目下，咱们公司正谋略一款十三合一的居品，该居品已完成举座想象，行将进入样机坐蓐与制作阶段。

在整车制造经由中，咱们对能源域和底盘域进行了长远探索，并与宁德时期合营开发了滑板底盘。该底盘在行业内推出较早，并已得胜已毕量产，目下已在猎装版车型上批量装置。滑板底盘所集成的功能十分皆全，咱们突破了传统单干模式，不再是由不同企业差别负责底盘、电板和电驱系统的开发，而是由一家公司完成通盘这个词集成责任，通盘这个词开发经由需要整合不同的资源进行配合。

不雅察电驱系统的行业发展趋势，咱们不错发现能源模式正呈现出集合式和中央散播式并存的地方，轮毂电机成为 Tier1 和整车厂谋略的伏击标的。

启动桥更多利用于商用车领域，而由于乘用车空间限制，其实用性相对有限。我在 2013 年与整车厂融合开发的一款轮边启动桥居品，那时已得胜已毕批量坐蓐，并出口诤友意思国阛阓。该居品质能超卓，但缺憾的是，由于电子差速想象上的不及，导致了严重的轮胎磨损问题。此外，针对充电火暴问题，行业内推出了 800V 碳化硅居品的界说。800V 系统领来了诸多上风，但同期也伴跟着一些挑战。跟着 800V 系统的普及，当今也依然有 900V 系统问世，那么改日的发展标的又将奈何？我以为，1200V 系统值得咱们去探索。

在电驱系统中，咱们界说了几个关键零部件，它们与能源性能邃密经营，有启动电机、降速器以及胁制器。这三者不成或缺，且在集成化趋势中，它们必须被整合在一谈。至于其他组件如 OBCD、CDC、PDU、BMS 等是否集成，则取决于各家的期间战术，不异，热管制系统的集成与否也需阐述具体情况而定。

启动电机期间发展分析

就启动电机的发展近况而言，扁形电机已成为主流选用，圆形电机或将渐渐退出阛阓。扁线电机在期间老练度与产能方面均已达到较高水平。在冷却款式上，刻下利用最平日的是水冷期间。经营词，跟着对效用与体积要求的约束普及，油冷电机正渐渐取代水冷电机，成为新的趋势，同期相变冷却期间也备受护理。

转速方面，刻下趋势是朝着 35000 转的高转速发展，高转速期间的普及带来了诸多上风。是否必须追求 35000 转，或是 30000 转、27000 转，乃至 25000 转以上的电机，则取决于各家企业的期间道路与战术选用。每家企业会阐述本人的期间脾性与阛阓需求，作念出最符合我方的期间决策。

集成化方面，发展趋势无疑是朝着多合一的标的迈进。不论是增程系统照旧纯电系统，都呈现出权贵的集成化特征。增程系统中，发电机 GCU 与发动机的集成已较为渊博，改日跟着期间的进一步发展，可能会将启动电机、降速器以及 MCU 等关键部件进行集成，形成宇宙一以致七合一的高度集成模式。

扁线电机之是以能够获取行业内平日的高度认同，与整车的严苛要求邃密贯串。如若整车未设定如斯高表率，肯定在电启动期间领域，行业内能够不会呈现出如斯热烈的竞争态势。恰是由于整车制造商的高表率带动了通盘这个词行业的共同逾越，各方均在发愤鼓励期间鼎新。在原有期间基础上，迭代的速过活益加速。

扁线电机的绕组气象，不论是 Hair-pin 照旧 I-pin，均属于期间相对老练的类型。经营词，跟着对体积、分量、老本及效用要求的不竭普及，行业内对绕组方面也进行了诸多改进。举例 X-pin 绕组气象的出现，恰是针对行业痛点所提议的一个鼎新主见，并飞速在行业内获取了平日认同。

X-pin 绕组气象天然摈斥了直线段，但也随之带来了一些挑战，如在焊合工艺、振动胁制以及可靠性方面可能存在的问题。比较之下，Hair-pin 绕组气象的直线段相对较短。目下，频繁的 Hair-pin 绕组出线端直线段长度约为 8 毫米。通过时间改进，不错将这一直线段长度进一步裁减，以致减至 2 毫米。这种改进能够确保通盘这个词机械性能及严苛性达到与普通 Hair-pin 相当的水平。

W-pin 这一居品领先由雷米电机在发电机领域利用并发展至相对老练阶段。跟着期间的不竭逾越与工艺的迭代探索，其利用范围渐渐拓展至启动电机场景。W-pin 对坐蓐开拓的要求极高，因此居品谋略必须严谨周至，以幸免因居品变更而导致整条坐蓐线需从头校正的情况，此类坐蓐线的老本通常高达近亿元。

W-pin 在扩张至槽内时，要求槽口宽度相应加多，对效用、功率因数、温升、扭矩波动以及 NVH 等方面产生一系列影响。为治理这些问题，可能会筹商罗致磁性槽楔。尽管磁性槽楔在工业电机中有一定利用，但在启动电机中的成果却无意理念念。启动电机的责任频率变化极快，如若磁性槽楔在交变磁场中产生感应电势或电流，可能会带来不利影响。不同企业对这一选用可能存在各异。目下，国内首条 W-pin 坐蓐线已正经投产，但其骨子成果仍需进一步罗致阛阓考证。

对于通盘这个词电启动系统而言，普及效用并非单一方面的简便普及。超等硅钢、软磁材料以及非晶合金等材料均为刻下可见的选用。经营词，超等硅钢在阛阓价钱及产能方面，目下阛阓的罗致度尚显不及。软磁材料与非晶材料在高频电机中施展出色，但在中低频段或低转速条款下，由于磁满盈进程较高（约为 1.5-1.6），磁途经早进入满盈景况，对于低速大扭矩的利用场景并不利。经营词，在中高转速段，这些材料能带来一些权贵的上风，主要收货于其较低的损耗。

软磁材料阐述具体需求被细分为多个招牌，其颗粒度大小也有所各异。在国内，这一领域的发展尚不老练。软磁材料更适用于轴向磁通电机，因为其成型工艺相对简便，无需复杂的卷绕式冲压工艺，不错径直罗致压铸烧结工艺已毕。

非晶材料的价钱目下仍然偏高，接近每吨三万至四万元，比较之下，惯例的硅钢（27、25 招牌）价钱仅为大几千元每吨，两者之间存在三至四倍的价钱各异。对于主机厂而言，是否罗致这一价钱各异，即每套系统老本加多一千多元，需阐述各厂家的具体决策而定。导线方面，不论是烧结铜照旧利兹线，其主要宗旨均为责骂导线损耗、减少温升以及普及效用。

还有一种值得小心的材料——钴铁合金，其满盈磁感应强度极高，骨子值可达 2.43T，接近其表面值 2.45T，相较于普通硅钢的 1.8T 把握，普及了约 30%。这一脾性对于居品的轻量化和微型化想象具有极大的匡助。经营词，钴铁合金的价钱不异较高。

在海外，该材料已有一些利用实例，但在国内，经营材料期间尚未统统老练。如若该期间能够老练利用，将美艳着材料领域的一次突破性逾越。目下硅钢材料的性能已接近其物理极限，难以进一步大幅普及至 2T 以上，而钴铁合金则能减弱达到 2.4T 以上，以致通过特殊工艺可达到 2.7T。

刻下，很多融合工艺罗致螺接，但螺接款式会引入战役电阻。如若战役电阻较大，可能导致局部热岛征象，对局部散热组成严峻挑战。散热不良的情况下，易发生烧蚀征象。比较之下，焊合工艺能权贵减小战役电阻，从而灵验藏匿热传导风险。

此外，罗致高导热材料和优化绝缘材料亦然普及电机性能的关键。绝缘纸的厚度如若能从现存的 0.18 普及至 0.1，以及绝缘漆的导热统统从 0.28 普及至 0.5 或 0.6，将对电机温度的优化产生极为有益的影响。这些改进旨在责骂导线的载流密度，进而进一步责骂电机的温升。

永磁体利用方面，刻下行业内 AH 和 EH 老本较高，因此渊博罗致 UH。经营词，如若想象决策欠安或冷却系统无法灵验散热，UH 永磁体面对较大的退磁风险。

通过普及绝缘材料的性能以及责骂导线载流密度的战术，咱们不错灵验责骂电机的主要热源——定子的温度，这对于驻扎电机转子发生退磁征象极为有益。至于冷却款式，天然包括油冷、介入式冷却以及风冷等多种神气，但目下利用最为老练且平日的是水油冷却系统。

材料利用方面，咱们探索了定子中取向钢与非取向钢的拼接使用，并已制作出相应的样机进行测试。在转子材料的选用上，由于刻下电机转速渊博较高，越过 25000 转 / 分钟的电机频繁需递次受碳纤维进行包覆以增强强度。不论是高强度钢照旧碳纤维，都加多了电机的制酿老本。因此，是否选用制造转速越过 25000 转 / 分钟的电机，各厂家的决策有所不同。如若决定坐蓐此类居品，必须确保转子的强度清闲要求。

目下平日利用的电机多为三相电机，经营词三相电机存在一个权贵的症结，即绝缘问题，任何一相的绝缘失效都会导致电机无法正常责任。为了克服这一贫寒，咱们里面研发了一款六相电机，况兼该电机已被利用于咱们的十三合一技俩中。在通盘这个词居品开发经由中，咱们获取了诸多益处，通盘这个词 NVH、扭矩波动、EMC 以及谐波大幅责骂。此外，功能安全性和 EMC 品级也得到了权贵普及。六相电机还能大幅责骂轴电压和轴电流，不错减少对轴承，稀奇是陶瓷球轴承的依赖，对老本胁制具有积极影响。天然，各家厂商的选用可能有所不同，但多相电机无疑是未回电机发展的一个伏击标的。

在新期间领域，电励磁期间的利用可视为一种鼎新，其关键在于利用场景的转移。原来利用于直流发电机的期间，现已得胜挪动至汽车领域，良马公司已得胜已毕量产，其鼎新之处在于罗致导电刷或无线传感期间为转子绕组提供励磁电流。

另一项值得护理的期间是混杂励磁电机，咱们在此技俩上已肯求多项专利，并特意将其推向量产。经营词，由于混杂励磁电机存在双重磁场，胁制上头对较大挑战，因此该技俩目下暂缓，咱们起初入部属手研发了六相启动期间。

此外，多相矢量磁阻电机亦然一项值得探讨的期间。矢量磁阻电机，稀奇是十级和八级转子类型，其结构与开关磁阻电机相似，但实则不同。矢量磁阻电机罗致正弦启动，而开关磁阻电机则罗致直流胁制。咱们可阐述不同的性能需求，想象多表率的矢量磁阻电机。

此类电机的转子上无磁钢，仅由铁片组成，其功率密度或扭矩密度相较于永磁电机略低。其上风在于不详了磁钢，带来了权贵的老本效益。目下，经营居品已在遨游器、机器东谈主关键电机以及物流车电机等领域得到利用。但在乘用车领域，由于其胁制方面仍存在疑虑，尚未得到平日履行。

降速器期间发展分析

降速器领域，目下的主流想象仍以平行轴降速器为主。经营词，跟着对体积和空间嘱咐要求的日益普及，同轴式或行星结构的降速器正渐渐增多。行星结构降速器有望在改日几年内取代平行轴降速器。天然行星结构降速器的老本不一定更低，但由于其体积减小、材料用量减少，其主要的挑战在于噪声、振动与 NVH 的胁制。如若能灵验治理 NVH 问题，或即使 NVH 施展稍逊，但若能带来空间嘱咐的优化、分量的减轻或体积的缩小，对整车制造商而言仍将是极具引诱力的选用。

跟着电机转速的约束普及，咱们需要权衡是追求更高的转速，照旧仅确保能源性能输出清闲要求即可。如若不需过分追求高转速，可筹商罗致多档降速器决策。多档决策包括两档、三档等，但越过三档的结构将变得相当复杂。两档降速器可能存在换档冲击的问题，影响驾乘自得性，但对于越野车而言，这少量能够并不被过分护理，因为越野车用户更垂青能源性能。罗致多档降速器不错责骂电机转速要求，举例将转速胁制在 12000 转 / 分钟以内，这有益于材料、扭矩和体积的微型化。经营词，多档降速器的结构会相对复杂一些。

对于热衷于户外驾驶和越野行径的用户而言，如若车辆罗致单降速器或单启动系统，为了支吾脱困和自救等场景，限滑差速器或电子差速器显得尤为伏击。天然，在散播式启动系统中，这一问题可能得到较好的治理，因此无需过多筹商。但对于罗致前后两台电机的单启动系统居品，尤其诅咒轮毂电机启动的系统，这一问题仍需护理。因为在某些极点情况下，如若一个或多个车轮悬空，车辆奈何顺利脱困便成为了一个关键问题，此时差速器的利用便显得尤为伏击。目下，阛阓上对于此类居品的需求仍然较为繁盛。

800V 期间属于电控领域的发展界限，刻下其阛阓渗入率正冉冉普及。在材料选用上，碳化硅并非唯独齐径，氮化镓在某些特定利用场景下不异可手脚备选决策。跟着期间的约束逾越，目下已有将硅基材料与碳化硅混杂使用的作念法，这种作念法既能已毕约 60% 至 70% 的性能普及，又能权贵责骂老本。

胁制器期间发展分析

电控领域的骨子利用中，多合一期间主要施展为板级集成、芯片集成以及软件集成。从硬件架构的角度来看，咱们不错不雅察到物理集成、板级集成以及芯片集成等多种气象。硬件和会是直不雅可见的，而软件和会则覆盖于系统里面。多合一系统对芯片算力提议了较高要求，频繁需递次受多核芯片进行胁制。如若罗致多个芯片进行期间部署，不仅复杂度高，而且在老本上并无显著上风。

胁制算法方面，诸如陡坡注入、主动发烧期间等，在行业内已较为常见。咱们也在此基础上进行了一些鼎新性的探索，其中一项关键期间是双载波自恰当期间。该期间旨在最大适度地普及电流的正弦流动，从而灵验减少相通铜损以及磁钢涡流损耗，同期阻止电机的谐波和振动。这对 NVH、EMC 以及效用都有所匡助。

咱们还草创了一种轴电压胁制算法。该算法无需罗致陶瓷球轴承或导电环，即可将轴电压胁制在 3V 以内。比较之下，行业内罗致陶瓷球轴承和导电环的决策，其测试数据频繁约为 5V。由于该期间的实施需要对底层软件和利用层软件进行大幅颐养，因此咱们不敢莽撞将其植入现存软件系统中。不外，咱们所获取的数据标明，在 400V 系统下，轴电压仅为 3V，这一施展显著优于行业内其他依赖硬件的治理决策。

对于转子温度估算期间，自昨年以来，行业内对此进行了平日的参谋，咱们也对此进行了长远的探索。这项期间相当复杂，与磁钢的工艺、电板电压的上下以及开关频率等成分都有着密切的经营，，并非简便地通过标定即可已毕，而是需要参加渊博的责任。

咱们组建了一个小团队，不竭数月对此进行了长远的摸索。咱们发现，如若居品型号不发生变化，该期间尚可支吾；但一朝触及居品换型或材料更换，责任将变得格外繁琐。尽管咱们已掌执这项期间，但在利用方面却极为严慎。因为一朝利用，就意味着需要对算法进行修改，这可能会潜在地给软件带来一些 Bug。天然咱们在期间上进行了诸多探索，但在骨子利用上，咱们永远保持高度的审慎格调。

（以上内容来自合众汽车能源总成总工程师刘平宙于 2024 年 11 月 27 日 -28 日在第五届汽车电启动及关键期间大会发表的《新能源电驱系统发展近况及预测》主题演讲九玩游戏中心官网。）