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多合一电驱动总成趋势报告:选型参考与方案对标
2026/10/15 16:38:41 网站建设 项目流程

简介:这份PDF报告聚焦新能源汽车多合一电驱动总成的发展趋势,面向电驱动系统研发、整车集成及供应链相关技术人员,帮助读者系统理解集成化路径与主流技术选型。报告以NE时代装机量数据为支撑,梳理三合一及以上系统份额从2020年37.3%升至2021年上半年的51.2%,并对比弗迪动力、日本电产、特斯拉等头部企业的市场表现。内容涵盖部件层面与系统层面两条优化主线,涉及永磁同步电机、扁线油冷、SiC器件、油水复合冷却等关键技术,并解析比亚迪海豚八合一、华为DriveOne七合一、上汽变速器与威迈斯七合一等代表方案,以及奥迪e-tron、宝马第五代电驱、Lucid Air等海外案例的集成思路。资源包内含1个PDF文件,大小约2.14MB,结构紧凑便于查阅。目前已有269人学习,适合需要快速掌握电驱动总成技术路线与竞争格局的从业者参考。

1. 多合一电驱动总成趋势报告:一份被低估的选型参考

如果你正在做新能源电驱系统的方案对标、零部件选型或者技术路线规划,手头大概率缺一份能把“三合一怎么走到多合一”讲透的参考资料。这份《多合一电驱动总成发展趋势(汽车).pdf》就是干这个的。它不是学术论文,也不是厂商宣传册,而是一份带着装机量数据、企业路线拆解和具体产品参数的趋势报告。里面既有2020年到2021年的电驱动装机量统计,也有弗迪动力、日本电产、特斯拉等企业的三合一产品份额分析,还拆了奥迪e-tron、宝马第五代、Lucid Air、AVL双电机两挡等具体方案。适合谁看?做电驱总成集成的、搞零部件选型的、写技术路线调研的,以及想搞清楚“为什么扁线油冷和800V高压成了标配”的从业者。下面我按自己拆报告的思路,把这份资料里真正能落地的部分捋一遍。

2. 从三合一到多合一:集成化路线的数据支撑与选型逻辑

2.1 装机量数据背后的集成化拐点

报告里最硬的部分是装机量数据。2020年新能源电驱动整体装机量135.7万套,三合一电驱动系统配套装机量50.6万套,占比37.3%。到了2021年1-6月,新能源乘用车电驱动装机量115.4万套,其中59.1万套是三合一及以上产品,占比直接拉到51.2%。2021年10月单月,国内新能源乘用车三合一及以上电驱动系统装机量14.8万套,份额47.3%。这组数据说明一个事:三合一不是“趋势”,它已经是主流出货形态。TOP10里弗迪动力、日本电产和特斯拉三家的三合一产品市场规模都在万套以上,份额累计46.8%,弗迪动力一家三合一装机量就近4万套。

这些数字对做选型的人意味着什么?如果你还在犹豫要不要上三合一平台,市场数据已经替你回答了。但更关键的是“多合一”的推进节奏。报告里明确把优化升级分成两个方向:部件层面和系统层面。部件层面是永磁同步电机、扁线电机、SiC器件的应用;系统层面是从三合一往多合一走,把OBC、DC/DC、PDU甚至VCU、BCU都融进去。比亚迪海豚的八合一包含VCU、BCU、PDU、DCDC、OBC、MCU、电机、减速器八大部件;华为DriveOne七合一包含BCU、PDU、DCDC、OBC、MCU、电机、减速器;上汽变速器与威迈斯的七合一则包含电机、电控、减速器、OBC、DCDC、PDU、DCU。这三条路线代表三种集成深度,选型时得先想清楚自己要融到哪一层。

2.2 企业路线分化:谁在向下合并,谁在向上生长

报告里把企业路线拆得很清楚,这部分对做竞品分析的人特别有用。电机电控企业(汇川、英搏尔、卧龙电驱等)的策略是:基于自身电机、电控优势,向下合并减速器,向上逐渐合并OBC、DC/DC、PDU等整车充电控制模块。从低端产品、低端市场逐渐向上生长,客户群和配套车型改善,单车价值量和利润提升。电源模块企业(欣锐科技、英威腾、威迈斯等)则反过来:基于电源模块技术优势,把OBC、DC/DC、PDU整合成电源“三合一”,部分厂商尝试向动力域整合,把电机控制器MCU也整合进来,但因为电机电控技术门槛较高,挑战较大。整车零部件企业(博世、大陆、联合电子等)走的是系统化整合集成的路子。

这三条路线的差异直接决定了你选供应商时的谈判筹码。如果你要的是一个完整的电驱总成,电机电控企业可能更有优势;如果你要的是电源模块的深度集成,电源模块企业可能更灵活。报告里还提到一个判断:国内电驱企业的技术水平已经与国际巨头差距很小,预计再过两年可能成为全球领跑者。这个判断放在2021年的语境下是有数据支撑的——弗迪动力电机装机量超过7万套,方正电机以近4万的成绩排名第二,汇川和阳光电动力在电控市场均以8.8%的份额位列第二和第三。

2.3 对标三合一总成参数:永磁同步、16000rpm和扁线油冷

报告里对三组不同功率级别的对标三合一总成参数做了分析,结论很直接:永磁同步电机是绝对主流,占比超过8成;电机峰值转速一般都在16000rpm上下,并有增加趋势;最新推出的电驱总成几乎标配扁线油冷技术方案,特斯拉国产电机都开始应用扁线技术,并公布了10层扁线方案;华为、汇川、特斯拉等应用的油水复合冷却方案将大行其道。

这些参数对做方案设计的人有直接参考价值。比如你在选电机类型时,永磁同步的统治地位意味着供应链成熟、成本可控,但报告也提到技术路线多元化——开关磁阻电机、励磁同步电机、轴向磁通电机、复合磁阻电机等将逐步被挖掘出来。英国AEM公司的开关磁阻电机HDSRM 300峰值转矩380Nm,功率214kW,HDSRM 300 T峰值功率166kW但扭矩增加到520Nm,两台马达都重75公斤,都是液冷的,技术特点是无稀土、制造成本低。宝马第五代电驱采用无稀土的励磁同步电驱技术路线,报告评价它在材料成本高企的今天可能成为某些电驱企业的救命稻草。如果你在做降本方案,这些无稀土路线值得放进备选池。

3. 多合一总成拆解:从奥迪e-tron到Lucid Air的具体方案

3.1 奥迪e-tron平行轴三合一:共壳体与铜排直连

报告里对奥迪e-tron的平行轴三合一系统拆得比较细。电机与减速机采用共壳体方案,电机控制器作为单独模块与电机壳体共享连接端口,进行铜排直连。电机控制器作为通用模块可以应用于四种不同的产品型号中。转子运用空心轴技术,在轻量化的同时还能被充分冷却。最大的亮点是对交流异步电机无处不在的充分冷却——水路先后经过电机控制器、轴承座板、转子轴、定子外壳、对面的轴承座板后流出到散热器。大量运用行星排减速器、外外啮合双星行星排差速器,结构紧凑规整。奥迪在后轴双电机方案上采用电子差速器代替机械差速器,提高了传动效率,降低了硬件成本。

这套方案对做集成设计的启发在于:共壳体不只是把零件装在一起,而是让冷却水路和结构件深度耦合。电机控制器作为通用模块跨四种产品型号复用,这个思路对平台化开发很有参考价值。报告里还提到宝马第五代电驱的共壳体设计是最大亮点,提升了整机刚度,降低了制造成本,并判断在未来两年将成为主流技术路线之一。

3.2 Lucid Air与AVL双电机:900V、20000rpm和30kHz

Lucid Air永磁同步电驱系统的参数很能说明问题:额定电压900V,电驱峰值功率500kW,三合一总重74kg,电机峰值转速20000rpm,采用油冷、扁线、同轴行星齿轮减速器。这组参数放在报告成文的时间点看,基本代表了当时量产电驱的顶格水平。900V电压平台、20000rpm转速、74kg总重,这三个数放在一起意味着功率密度做到了极致。

AVL公司研发的双电机两挡高速电驱桥则是另一个维度的参考。双永磁同步电机峰值转速30000rpm,2500Nm×2,150kW×2,与控制器集成冷却,通过定子槽对绕组进行直接油冷,干式转子,无气隙管。有效质量功率密度7.5kW/kg。分布式绕组,分段式磁钢,硅钢片厚度0.2mm。电控方面集成式双电机控制器,公用薄膜电容,采用碳化硅功率模块,集成式油冷。800V系统,峰值可变频率达到30kHz。两挡自动变速箱,速比16.7:1。

这份参数表对做高速电驱方案的人有直接对标价值。30000rpm的峰值转速、7.5kW/kg的质量功率密度、30kHz的峰值可变频率,这三个指标分别对应高速化、轻量化和电控高频化。报告里提到高速化基本代表了一个公司的技术能力,预计顶流企业的电机转速上限每年增加2000rpm。如果你在做下一代产品的转速规划,这个年增2000rpm的节奏可以作为参考基准。

3.3 FEV两挡油冷与现代艾尼氪800V:换挡策略与SiC效率

FEV两挡油冷三合一电驱系统的特点是具备动力换挡和空档的2档电驱动单元。电机最大扭矩500Nm,最大轮上扭矩6000Nm,峰值功率300kW/持续150kW,系统干重小于85kg。采用YASA轴向磁通电机,同轴集成了逆变器,具有极高的功率密度。拉维娜行星齿轮组,2组制动器和一个单向离合器。成熟的LuK按需换挡离合器执行器。线控驻车可选,逆变器、电机和变速器的联合冷却润滑系统按照需求运行,集成了油罐。通过选用不同的电机和逆变器,易于扩展至较低功率等级。

现代艾尼氪IONIQ 5的800V高压三合一动力系统则是另一个参考样本。电机、电控和减速器采用三合一设计,空间布局较为紧凑。电机采用发卡式绕组,线圈填充系数较前作提升了10%。逆变器选用SiC半导体,效率比Si材料提高2%-3%,等效于续航里程增加5%。

这两套方案放在一起看,能看出两条不同的技术路径:FEV走的是两挡化加轴向磁通电机的路线,追求动力性和功率密度;现代走的是800V加SiC的路线,追求效率和续航。报告里对两挡化的判断是:为了增加电驱系统的动力性和经济性,增加挡位以换取更宽的高效区范围成为减速系统持续优化的必然选择。对SiC的判断是:耐高压的碳化硅功率器件与高压化相辅相成,综合运用可使整车续驶里程提升5%以上。如果你在做下一代电驱平台的预研,这两条路线的取舍需要结合整车定位来定。

4. 避坑与排查:多合一电驱方案落地时的五个常见问题

4.1 扁线电机槽满率提升但趋肤效应加剧

现象:换成扁线电机后,低速效率确实上去了,但高速区效率反而下降,温升也比预期高。

原因:扁线电机的槽满率提升使得效率提升20%以上,但高速化带来的电流趋肤效应会导致交流铜耗增加。报告里明确提到,为了避免高速化带来的电流趋肤效应导致的效率下降,增加扁线层数成为必然选择,未来10层、12层扁线都将成为可能。

解决:在方案设计阶段就把扁线层数和峰值转速放在一起算。如果峰值转速超过16000rpm,建议至少从6层起步评估,10层方案需要同步评估制造工艺可行性。特斯拉公布的10层扁线方案可以作为对标参考。

4.2 油冷系统按需分配策略标定不到位

现象:油冷系统硬件装上了,但电机在实际工况下仍然出现局部过热,冷却油流量分配和实际热源不匹配。

原因:报告里提到热管理智能化——油水复合冷却将成为目前冷却系统的标配,按需分配将成为油冷系统、换挡系统、驱动系统等精细化策略控制的追求目标。但按需分配的前提是精准的热模型和标定,很多团队硬件上了但控制策略没跟上。

解决:先做热源分布测试,确认定子绕组端部、转子、轴承座各处的实际热流密度,再根据测试结果标定油泵流量和阀体开度。奥迪e-tron的水路设计——先后经过电机控制器、轴承座板、转子轴、定子外壳、对面的轴承座板后流出到散热器——可以作为冷却路径设计的参考。

4.3 共壳体方案刚度提升但装配公差累积

现象:采用共壳体设计后整机刚度确实好了,但装配时出现同轴度超差,导致NVH表现不如预期。

原因:共壳体把电机、减速器、控制器都装在一个壳体内,零件数量减少但公差链变长。报告里提到宝马第五代电驱的共壳体设计提升了整机刚度、降低了制造成本,但没说的是共壳体对加工精度和装配工艺的要求更高。

解决:在详细设计阶段就做公差链分析,把电机定子同轴度、减速器齿轮啮合精度、轴承座位置度作为关键尺寸管控。如果NVH是核心指标,建议在样机阶段做模态测试,确认壳体固有频率避开发动机和路面的激励频率。

4.4 800V高压平台下SiC器件的EMC等级达标困难

现象:上了800V和SiC方案后,效率确实提升了,但EMC测试过不了Class 3。

原因:报告里提到EMC等级Class 3是目前主流厂家量产产品能达到的等级。SiC器件的开关频率更高,dv/dt更大,辐射干扰比Si器件更严重。800V平台的高压线束也会加剧传导干扰。

解决:在电控设计阶段就把EMC滤波电路和屏蔽方案考虑进去,不要等样机出来再补。SiC模块的驱动电路需要优化栅极电阻和开关速率,在效率和EMC之间找平衡点。高压线束的屏蔽层接地方式需要专门设计。

4.5 两挡变速器换挡策略与电机扭矩响应不匹配

现象:两挡方案在换挡过程中出现动力中断或扭矩冲击,驾驶性评价差。

原因:报告里提到FEV两挡油冷三合一具备动力换挡和空档功能,采用成熟的LuK按需换挡离合器执行器。但换挡品质取决于电机扭矩响应和离合器执行器的协同标定。电机扭矩响应太快会导致换挡冲击,太慢会导致动力中断。

解决:先做电机扭矩阶跃响应测试,确认从0到目标扭矩的响应时间。然后根据离合器执行器的动作时间标定换挡过程中的扭矩协调策略。AVL双电机两挡方案采用两挡自动变速箱、速比16.7:1,可以作为换挡策略的对标参考。

5. 从趋势报告到方案落地:我的参数对标习惯

拆完这份报告,我最大的收获不是某个具体参数,而是一套对标方法。报告里把驱动系统发展趋势总结成十几个关键词:平台化、模块化、高压化、碳化硅、油冷扁线、高速化、多层扁线、两挡化、智能化、技术路线多元化、集成化、共壳体、高安全、舒适性、可靠性、低成本、热管理智能化、双电机动力耦合。这些词单独看都是概念,但放到具体方案里就是可量化的指标。

我现在的习惯是:拿到一份新方案,先按这张表逐项填参数。比如电机峰值转速填多少、扁线层数几层、冷却方式是油冷还是油水复合、电压平台是400V还是800V、功率器件是Si还是SiC、减速器是单挡还是两挡、集成度是几合一。填完之后跟报告里的对标方案比一遍——Lucid Air是900V/20000rpm/油冷扁线/同轴行星齿轮,AVL是800V/30000rpm/碳化硅/两挡/7.5kW/kg,现代艾尼氪是800V/SiC/发卡式绕组。差距在哪里,改进方向就在哪里。

还有一个习惯是看企业路线。报告里把电机电控企业、电源模块企业、整车零部件企业的路线拆得很清楚,我在做供应商评估时会先判断对方属于哪一类,然后看它的整合方向跟我的需求是否匹配。如果我要的是一个深度集成的多合一总成,电机电控企业向下合并减速器、向上合并OBC/DC-DC/PDU的路线可能更合适;如果我要的是电源模块的灵活配置,电源模块企业的三合一方案可能更对路。

最后说一个报告里反复强调但容易被忽略的点:可靠性。报告的原话是“花里胡哨,不如抗造”。高安全、舒适性、可靠性这三个词放在趋势关键词的最后,但它们是前面所有技术路线的前提。EMC等级Class 3、NVH调校能力、可靠性验证,这些才是量产落地的门槛。从那以后我每次做方案评审,都会先把可靠性指标过一遍,再回头看性能参数。希望帮到你。

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