新能源汽车电驱系统面临的挑战和解决方案

随着中国双积分政策的落地以及世界各国陆续发布纯燃油车禁售时间表，各大主机厂都已将新能源汽车开发作为后续发展战略中至关重要的环节，而这也造就了目前门派林立的新能源系统方案，诸技术路线可谓八仙过海各显神通。对于中国市场，可以说是兼容并蓄，博取众家之长，小编之前的文章“面对日益严格的油耗排放标准压力，新能源何去何从？”从混合动力汽车构型方面分析对比了目前市面上的主流拓扑方案，要想决胜于华山之巅，不能徒有其表，更需要注重内功即电驱系统解决方案的研习。

图1 世界各国禁售纯燃油车时间表

俗话说外行看热闹，内行看门道，面对政策的引导与推动，面对新趋势新市场新需求，要想从擂台比武中脱颖而出，新能源汽车电驱系统的发展可谓是挑战重重。

第一重挑战在于“新四化”的影响

自动化、互联化与共享化的迅猛发展使得大数据分析，云端互联，全生命周期维护，自动驾驶等课题不断的推进与快速发展，而这些进而会要求电驱动系统具有更高的功能安全等级，具有相应的冗余设计，与此同时也会催生新技术诸如无线充电等的发展。

图2 自动化、互联化、共享化的快速发展

第二重挑战在于“整车技术革新”

随着电动化的发展，高可靠性、高效率、多平台应用以及低成本将是整车集成设计中一个重要的考核点，而这也会要求电驱系统具有更为紧凑的结构设计、更优的性能输出以及更低的系统能耗。

第三重挑战来源于“整车电子电气架构的发展”

从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联，电子电器架构的转变会使得电驱动系统在集成上、通讯上以及软件标准化设计等方面提出更高的要求，集成化不仅会带来部件的集成，功能的集成与融合也会是未来一个重要的发展，而由集成所带来的软件设计标准化，可移植化问题也会使得基于Autosar的软件架构成为一个重要的研究点，而在通讯模式上，数据体量更大更便捷的传输也会使得Flex Ray，Ethernet等不断发展。

图3 整车电子电气架构的发展趋势

那么应对重重挑战，要想比武夺魁，各路豪强应该如何应对呢？

小编认为：首先，自然是需要把握发展趋势，夯实基础。无论是对于混合动力汽车还是纯电动汽车，在目前这种群雄纷争的局面下选择适合自己的技术路线尤为重要。

对于混合动力系统而言

对于具有相当变速箱机械研发设计经验的企业，可以考虑电机与减速器深度集成的形式（如eDCT, eAMT, P2）；

对于在混动领域的新生代车企或者对于发动机的匹配上具有较多经验的车企，如若能够解决减速器的设计以及发动机的合理匹配问题，结构和控制上相对简单的串并联混合动力系统可能会是一个较优的选择，该种方案已经被国内多家主机厂进行搭载测试；

对于已经布局行星排变速器专利的企业，如若具有相应的机械以及电控技术积累，PS结构是一个比较好的选择。

图4 高集成度的混合动力产品

表1 混合动力拓扑优劣对比表

对于纯电动而言

基于“新四化”等外部需求，结构简单紧凑将是其一个重要命题，那么eAxle系统（即电机，电机控制器以及减速器的三合一深度集成）则是围绕这一命题的一个重要解决方案。

图5 适合纯电动的eAxle系统

仅仅通过夯实基础想要笑傲江湖自然还是远远不够的，一些特殊技能的修炼将成为决定胜负的关键：

技能一：“集成”。零部件集成、功能集成将成为一个重要的方面，高度机械集成会要求零部件具有更高的耐振动等级，比如之前对于控制器要求的3g/5g的耐振动等级可能需要提升至10g甚至更高；更优的热性能设计，多合一的集成不仅仅要求的是机械上的融合，如何设计冷却回路，并保证多合一条件下各个部件热性能测试的通过将是一个需要着重考虑的点，与此同时，多控制器的深度集成也将形成另一必杀技。

技能二：“性能优化”。设计更高电流能力与功率密度的控制器以满足系统对于输出功率以及扭矩提升的需求，同时还需要兼顾系统较优的输出效率。

技能三：“功能多样化”。这个不仅仅只是在原有部件功能上的简单叠加，更多的会要考虑外部数据的引入，同时还需要兼顾考虑控制器和控制器之间的功能融合与优化。那么综合外部环境道路信息的整车实时优化控制策略，基于大数据驱动的部件故障预诊断，保养提示与维护等功能也将成为决战武林的第三大利器。

总而言之，应对新趋势下各路豪强的挑战，内外兼修必不可少。而对于联合电子电力驱动业务部而言，经过近十年的发展，目前在新能源电驱系统方面已具有较深的积累与研究，并且凭借扎实的本地研发制造能力以及博世集团的全球协作，可以针对各大主机厂的技术特点，见招拆招，帮助企业应对未来各种各样的挑战。联合汽车电子不断进步与发展，终将屹立于“武林”之巅。