不起眼但很有意義。
早期的新能源車(chē)受制于技術(shù)水平,還沒(méi)有多合一驅(qū)動(dòng)的概念,為了讓動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái),車(chē)企采用的往往是分體式的做法,即電機(jī)、電控(逆變器)、減速器等關(guān)鍵零部件獨(dú)立設(shè)計(jì),各自工作。
從工作原理上看,這樣并沒(méi)有什么問(wèn)題,但零部件散落各處,各自為政,動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)造變得復(fù)雜不說(shuō),還會(huì)侵占內(nèi)部空間,整車(chē)重量、成本也會(huì)變得不可控。隨著技術(shù)的發(fā)展,這些零部件開(kāi)始被整合到電機(jī)之中,也就有了所謂的“多合一電機(jī)”概念。
電驅(qū)總成滿足基本運(yùn)作需求之后,電驅(qū)系統(tǒng)必須往更可靠、更低成本、更小型化、更高性能的方向大步奔跑,實(shí)現(xiàn)新能源動(dòng)力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,電驅(qū)系統(tǒng)的多合一便是行業(yè)通往這一目標(biāo)的主要做法。電動(dòng)車(chē)巨頭特斯拉、新能源領(lǐng)導(dǎo)者比亞迪率先將電機(jī)、電控(逆變器)、減速器等關(guān)鍵零部件整合到一個(gè)模塊,縮小動(dòng)力系統(tǒng)的體積,減輕整車(chē)重量,降低制造成本。
多合一電驅(qū)系統(tǒng)是什么?廠商為何執(zhí)迷于內(nèi)卷這一技術(shù)?它對(duì)新能源汽車(chē)又有什么貢獻(xiàn)呢?
模塊化、集成化,電驅(qū)系統(tǒng)在悄悄進(jìn)化
電驅(qū)系統(tǒng)是新能源汽車(chē)的“血液系統(tǒng)”,最能體現(xiàn)車(chē)企的技術(shù)水平卻經(jīng)常被外界忽視。
2018年北京車(chē)展,比亞迪發(fā)布了e平臺(tái),帶來(lái)了三合一電驅(qū)系統(tǒng)將電機(jī)、電控和減速器集成在一起。由于三者集成在一個(gè)模塊里,驅(qū)動(dòng)電機(jī)與電控直接相連,省去了三相線束,并共用一套冷卻系統(tǒng)。好處是,這套系統(tǒng)成本降低了33%,體積和重量分別減少了30%和25%,功率密度增加20%。隨后,在此基礎(chǔ)上,比亞迪又開(kāi)發(fā)出了八合一、十合一電驅(qū)系統(tǒng),將集成度推至更高的境界。
今年5月10日,比亞迪發(fā)布了e平臺(tái)3.0 Evo,推出全球首創(chuàng)高效十二合一智能電驅(qū)系統(tǒng),集驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、電控、整車(chē)控制器、電池管理器、高低壓直流轉(zhuǎn)換器、車(chē)載充電器、高壓配電單元、自加熱模塊等一系列關(guān)鍵元器件于一身,首次搭載于海獅07 EV上。其驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速為23000rpm,標(biāo)配1200V碳化硅功率模塊。
比亞迪這套十二合一有些“一體式主機(jī)”的意味,幾乎把新能源車(chē)所有的關(guān)鍵零部件集成到一個(gè)模塊當(dāng)中,覆蓋車(chē)上的高低壓用電器,模塊更緊湊,占用空間、重量更理想。優(yōu)勢(shì)也十分明顯,模塊內(nèi)的各個(gè)零部件以直連的方式相互聯(lián)系,進(jìn)一步縮短整車(chē)線束長(zhǎng)度、控制芯片數(shù)量,壓低整車(chē)制造成本,又或者是把更多空間還給乘員艙。
當(dāng)然,一套更緊湊、集成度更高的電驅(qū)系統(tǒng),相當(dāng)于一套打包好的解決方案,可以更好地移植到更多車(chē)型上,無(wú)需大幅調(diào)整線束、零部件布局。
今年北京車(chē)展期間,吉利帶來(lái)了全新的十一合一電驅(qū)系統(tǒng),以及面向全球的十二合一總成,據(jù)說(shuō)這是目前電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域中集成度最高的方案,配套吉利銀河的新車(chē)型。思路上與比亞迪一樣,都是將多個(gè)驅(qū)動(dòng)、控制等關(guān)鍵零部件集成到一個(gè)模塊中,大幅降低制造成本、提升效率,同時(shí)適應(yīng)多種車(chē)型需求。
吉利的十一合一(全球版十二合一)電驅(qū)系統(tǒng)由無(wú)錫星驅(qū)科技設(shè)計(jì)和生產(chǎn),總成重量為79.8kg,相比非集成式系統(tǒng)減輕15%,整車(chē)空間更高,續(xù)航里程、一體化裝配效率也將跟著受益。更高功率的驅(qū)動(dòng)電機(jī),意味著其能夠在相同體積之下,做到更高的輸出功率。
“濃縮”一詞足以新能源時(shí)代電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),多合一可以用來(lái)作為車(chē)企技術(shù)水平的參考標(biāo)準(zhǔn),無(wú)論傳統(tǒng)老牌還是造車(chē)新勢(shì)力,沒(méi)有多合一電驅(qū)總成技術(shù),就算是跟不上時(shí)代了,長(zhǎng)安、廣汽、華為、零跑等品牌,不論幾合一,都有自己的技術(shù)布局。不過(guò),像緯湃科技這樣的全球首批商用多合一電驅(qū)的供應(yīng)商,目前仍停留在三合一的階段,只能說(shuō)不同廠商之間進(jìn)度也有所不同。
為汽車(chē)降本減重而“濃縮”
多合一電驅(qū)總成的路線和意義都很明確,就是為新能源汽車(chē)減負(fù)降本。我們都知道,新能源汽車(chē)上,電機(jī)、芯片、電池等零部件占據(jù)了相當(dāng)大一部分的整車(chē)成本和重量,車(chē)企一直在想方設(shè)法解決這兩個(gè)問(wèn)題。
今年年初,比亞迪喊出“電比油低”的口號(hào),打響了汽車(chē)價(jià)格戰(zhàn)的第二階段。對(duì)于絕大部分車(chē)企而言,長(zhǎng)期在價(jià)格戰(zhàn)中斡旋肯定看不見(jiàn)出路,但又無(wú)法逆轉(zhuǎn)以低價(jià)換市場(chǎng)的大潮,不得不選擇在各個(gè)環(huán)節(jié)中降低生產(chǎn)成本,就連供應(yīng)鏈也受價(jià)格戰(zhàn)影響,承受著下壓成本的重任。
電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是除了動(dòng)力電池外成本第二高的部件,決定了整車(chē)的能源效率,也是車(chē)企集中降本的部分。小通前面也提到,非集成式的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅占用更多的整車(chē)空間,又因?yàn)榱悴考稚ⅲ瑢?dǎo)致不同模塊需要獨(dú)立的控制芯片,還要通過(guò)額外的線束將各個(gè)部件聯(lián)系起來(lái),成本和重量難以控制,裝配效率低下,留給廠商降本增效的空間十分有限。
可以說(shuō)多合一電驅(qū)總成就是為新能源汽車(chē)降本增效而生,特斯拉通過(guò)多合一電驅(qū)等一系列技術(shù),顯著減少了零部件的數(shù)量和線束長(zhǎng)度,最新款Model Y上的線束長(zhǎng)度僅為100米左右,車(chē)重控制在2噸以?xún)?nèi),這在行業(yè)當(dāng)中仍然獨(dú)樹(shù)一幟,對(duì)功耗、續(xù)航里程頗有助益,順帶還把利潤(rùn)空間保住。
多合一電驅(qū)技術(shù)也會(huì)是行業(yè)內(nèi)卷和筑起技術(shù)壁壘的新方向,目前的主流解決方案是三合一電驅(qū),比亞迪、吉利品牌已經(jīng)做到了十二合一的行業(yè)頂尖水平,至少競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一時(shí)半會(huì)還追不上。但小通認(rèn)為,新能源汽車(chē)在降本增效上還有許多我們未曾看見(jiàn)的潛力,零部件集成度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易度或許還有更多發(fā)掘的空間。
多合一電驅(qū)將迎來(lái)終點(diǎn),但不是現(xiàn)在
汽車(chē)行業(yè)中,車(chē)企狂卷電池、電驅(qū)兩項(xiàng)核心技術(shù),它們都離不開(kāi)小型化和輕量化,高密度的電驅(qū)系統(tǒng)代表著高性能和小體積,高密度的電池代表著小體積和長(zhǎng)續(xù)航。但這一切都是有終點(diǎn)的,就好像半導(dǎo)體領(lǐng)域的摩爾定律一樣,多合一電驅(qū)系統(tǒng)也會(huì)在未來(lái)的某個(gè)時(shí)間迎來(lái)它的終點(diǎn)。
車(chē)企在電驅(qū)系統(tǒng)上的努力,無(wú)非就是減少線束長(zhǎng)度、芯片數(shù)量、空間占用,以及提升整體效率,但驅(qū)動(dòng)車(chē)輛必要的硬件不能做減法,而且要集成到電驅(qū)系統(tǒng)的零部件也是有限的。電驅(qū)系統(tǒng)卷到頭之后,走向跨域融合,成為中央控制+區(qū)域控制的一部分,到時(shí)候控制芯片的數(shù)量又可以進(jìn)一步減少。
跨域融合又會(huì)是一個(gè)新的內(nèi)卷方向,電子電力技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、車(chē)輛控制技術(shù)、智能化算法等領(lǐng)域,又或者是與AI大模型相互結(jié)合,只能說(shuō)車(chē)企能卷的東西還有很多,畢竟新能源汽車(chē)摒棄了復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),并由軟件主導(dǎo),本身就具有遠(yuǎn)超燃油車(chē)的升級(jí)空間。
不過(guò)電驅(qū)系統(tǒng)小型化、集成化的終點(diǎn)并不是今天,因?yàn)槟壳白龅绞弦灰陨系膹S商屈指可數(shù),平均水平有待提升,十二合一電驅(qū)總成方案也不是集成化的最終形態(tài),廠商不斷把新車(chē)價(jià)格打下來(lái)的同時(shí),還希望在新技術(shù)層面多多內(nèi)卷,促進(jìn)新技術(shù)落地。