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华为多合一DRIVE ONE电驱动技术

4月前浏览3476

        

李方林

华为数字能源技术有限公司

智能电动产品线战略与产品规划部

融合电控规划总监


       


       



       


       

大家早上好,第二次参加咱们的峰会,也非常荣幸跟各位行业的领导专家以及各位同仁进行思想上的碰撞。前面徐总和应总从整个技术的角度深入浅出的分析,因为今天是我的第二次汇报,想跟大家分享一个观点,在这个汽车的电动化领域和汽车的智能化领域,我们华为公司、智能电动这块的思考。

回顾我们在2020年开始思考这个产业的时候有一个预判,未来整个电动化会是什么样的发展趋势,我们做了拟合,2020年的时候整个行业的渗透率不到10%,我们当时做了一个预判,如果整个行业的渗透率超过10%的时候,它会不会像我们的智能手机一样指数级的增长,2021年到2023年每年的8月份都有一个很大的跳跃,21年8月份是20%的渗透率,22年8月份是30%的渗透率,现在是40%。刚才从宏观的纬度、产业发展的纬度做了很多分析,那我们回过头来看,这个产业还是让我们处在了时代的风口浪尖上。

另外一个场景,A0和A级BEV增长了3倍,这个增长也是其他的产业所不可企及的,今天给大家汇报的是,在未来的这么一个产业已经开始向指数化增长变化的时候,我们的挑战以及在这个挑战的情况下,我们应该怎么样思考。

       

机会在哪儿?其实大家都比较清楚。现在占据57%的乘用车的A级车的渗透率刚刚过20%,甚至还没到,我们在这个产业里面的挑战和机遇是并存的。这个产业也不缺增长,我们说更新换代也罢,我们这个产业不缺增长。第三个,我们这个产业也不缺乏创新,最左边的图大家可以看到,去年整个乘用车里面大概有590款新车推出,新能源车占了260多款,A级段位占了接近100款。但是从车型的渗透率来讲,还是最低的,也就是说我们这个产业不缺规模,不缺增长,大家的热情和激 情依然存在。

那有没有挑战呢?整个产业来看,占据最大规模的A级这个盘子实际上是跑输大盘的,所以这个产业还是面临巨大的挑战。为什么会跑输大盘,它的挑战在哪里,我们一直讲到价格的挑战或者一直讲到性价比的挑战,我们认为这个挑战依然存在。面对机遇,面对挑战,我们发现这个产业有没有在变化,如果在这个变化里面我们能不能找到一些机会。我们可以看到机遇存在的时候,挑战也在,但这个产业在变化,第一个变化是什么呢?我们发现我们在2020年制订国家标准的时候,提到了未来这个产业的千伏发展趋势,在车的标准里面最先出现的大于500V、750V、1000V的低压段的出现,接着出现了2019年发布了充电桩1000V左右电压的标准,2020、2021年整个产业都在呼吁未来会向高压化趋势发展。高压化我们认为是一个目的还是一个技术?高压化不是一个目的,它是一个技术,通过高压化的技术会带来左边的变化——超冲桩数量快速提升。未来的几年,超充桩会有接近20倍的增长,快充桩会有2倍的增长,超快充的数量级大概会突破400万桩。这个产业在未来超快充桩的布局或者高压化的发展趋势下,这个产业会有什么样的变化,其实跟大家的判断也差不多,我们的高压化驱动了整个产业超快充的变革,为大家带来充电时间的变化。

       

第二个是续航里程的变化。回顾2022、2023、2024年两年的上海车展+北京车展再+整个车的变化,会发现一个非常有意思的数据,续航里程在2018、2019年的时候大家希望做长续航,但是受制于电池的技术、受制于当时整个系统工程的技术我们是做不到的。在2022年左右,汽车市场的主力车型的配置就定位在600公里左右的续航,到了2023年变成了500公里,到了2024年电动汽车百人会今年3月份发布的数据包括我们看到的数据,大家对400公里的接受度有了12%到20%的提升,对于500和600公里的接受度有3%左右的下降。为什么会有这样的变化呢?我们看到一个底层逻辑,新能源汽车以前大家都属于尝鲜者的应用环境,但现在是真正的家庭用车、上班代步,是实用和刚需的应用。实用和刚需的应用场景下,我们每周的续航里程实际上也就在300公里左右,网约车每天的续航里程也就在300公里左右,这两个情况叠加,我们得出一个判断是续航里程回归合理。

当新能源汽车的渗透率超过10%的时候整个产业会指数级的增长,当新能源汽车渗透率达到多少的时候,燃油车和新能源汽车之间的价格穿越会发生呢?今年我们也做了推演和测算,可能在新能源汽车渗透率达到60%,燃油车占比在40%左右的时候可能会发生变化。基于这三点,在这个产业变化的情况下,我们如何来思考或者来跟随这个产业的变化,我们的判断就是我们回归生命周期技术理论来看,这个产业,特别以BEV这个产业为例,第一批这个产业的投资回报是OK的,ROI也是非常OK的,它属于革新者。第二批就是早期尝鲜,通勤的刚需,这两块合起来的比例是多少?2023年的数据是15.6%。早期尝鲜和早期市场的应用合起来刚好是15%,这个数据很巧合,我们已经在有意识或者无意识达到了汽车生命周期的阶段。但是回过头来看,我们也就刚刚处于跨越早期市场的阶段,还没有到跨越鸿沟这个阶段,那么我们怎么从15%到50%,早期市场跨越鸿沟进入主流市场,第二个阶段,看什么人在买车,什么人在用车,这个产业有没有可能进入到我们说的成熟的市场阶段?还是以A级BEV这个产业来看,购车年龄分布30到40岁是购车年龄的主力,汽车消费的黄金年龄段也就是30到40,从人的角度来讲,这个产业抓住了我们最核心的黄金消费群体。

这个车的主要用途,刚需的人他需求的这么一个刚需的车,又做在一个刚需的应用场景下,我们认为如果要跨越生命周期理论的第一个阶段到第二个阶段,除了各位领袖专家讲的技术深耕之外,我们要做从补能到用能到智能化的端到端的路径,打通全部的应用场景。

这个阶段到50%的时候,靠什么推动下一个50%的变革,我们认为是智能化的体验的上升。我们如何拥抱这个变化,我们认为汽车伐木的三个阶段,从以前燃油车的三大件进入到新能源汽车的三大件,我们认为现在还处于全面电动化的阶段,只是我们的电驱动属于早期的尝鲜者或者早期的创业者,电驱动率先进入了区域电气化的阶段,第一波还是要靠全面的电动化。但是全面的电动化现在只是支撑了15%左右的阶段,下一个阶段我们认为应该是电动的智能化以及未来AI+数字云化的发展方向。

       

这个变化里面,今年在北京车展我们也提出了,在这个场景下的发展思路,因为行业面临挑战,特别是性价比。针对这个场景,我们认为第一要提升续航里程,如果要打破这个产业的壁垒,我们认为要充的快,用的省。我们不能仅仅只看电驱动本身的效率提升上面,我们可以从总成的效率、回收的效率、电池的充放电的效率、风阻、滚阻、车重,我们希望我们的电驱动不仅只是为大家做了一个零部件,我们希望能够通过电驱动本身的性能和价值的挖掘,能够和整车一起提升整车的续航里程,能够降低端到端的成本,通过我们前面说到的用能、补能和智能的三个“能”的纬度,能够打造出未来整个产业的发展的新的方向,可不可行呢?下面的数据大家也可以看到风阻系数,从以前的0.26到0.24、0.23,电驱动在这里面也占了非常重要的环节。最后一个硬指标就是续航里程的提升。

今年我们在北京车展发布了对于未来产业判断的方向,刚才应总也提到了,在这个产业里面我们还是坚持多合一的技术发展路线方向,我们在2019到2020年的时候,汽车产业生态圈的时候当时产业有一个观点,希望从5公里的充电生态圈打造成10公里的充电生态圈。我们希望从10分钟的充电生态圈到3分钟的充电生态圈。大家对充电生态圈定义的指标不一样,如果你在5公里找到一个充电桩到1公里找到一个充电桩,服务和体验会得到极大的升级。如果你的充电时间从40分钟提升到10分钟,你的充电感受也会得到极大的改变。不仅仅只是高端的车或者30万、50万的车在说需要我充电等于加油的体验,我们认为未来整个BEV的产业链都应该是充电等于加油的体验。

我们的续航里程,如果大家追求刚刚好、刚刚够用的续航里程,在这个场景下我们觉得可以先行先试。总结一句话,在未来整个充电的生态圈从40分钟变到10分钟的情况下,续航里程在得到极大改善的情况下,在续航里程只要做到刚刚够的角度来看,我们相信大家昨天或者今天都面临这个行业巨大的性价比的调整,我们可以从另一个纬度或者从另一个角度来有一个解。

我们希望通过我们的底座,面对我们带来的既有好的充电体验又有续航里程的提升,还有整车功耗节省的这么一个大的机遇和背景下,我们通过融合芯片、功率还有域控,希望能够打造一个能耗极低、性价比OK、安全舒适,开发极简的模式或者解决方案。

       

在这种解决方案的背景下我们在思考,除了我们要跨越鸿沟,今天15%的渗透率跨越鸿沟到50%应该是指日可待,如果跨越到50%,我们能不能从50%进入下一个50%,也就是60%的渗透率能不能实现,靠的是什么,不仅仅只是靠单部件的比拼,我们一直在跟行业探讨一个话题,那就是我们数据的打通,对于整个产业链大家都渴望从设计的数据、物料的数据、制造的数据到上市之后产品运行的数据以及产品退市的数据做端到端的打通,在2020年到2021年左右行业做了很多深入的探讨,因为那个时候面临一个巨大的挑战是电池的安全性的问题,基于这个问题大家做了非常深入的工作。我们相信电池的安全问题,做的这些架构上的变化或者数据的分析,能不能把这一套链路带入到我们电驱总成里面。未来我们说数据协同,不仅仅是电池的数据协同,可能会带来总成和整车的数据协同,数据的协同在云和端之间会有一个互动,去年很多高校老师还有业内专家一直在讲数字孪生的技术,实际上在我们这个产业里面,在我们这个产业应用的深度和广度是最深的。数字孪生的技术,AI的分析,相信我们呈现给大家的总成不再仅仅是一个电驱动,我们希望呈现给大家的真的是总成式的新解决办法。

我们做了什么样智能化的尝试呢?这些都是通过我们的总成,通过我们的电驱动来实现的,这只是其中的三个例子。如果传统的方式我们不进行任何控制的更改的情况下,我们在冰雪路面的打滑,整个车起步的时候,但是如果我们做了一些扭矩的控制,可以看到我们会很平顺。今天讲的三个,驾驶性、操控性、舒适性,对于整车非常关注的这三个性,没有一个脱离了三电或者脱离了动力总成都理存在的。

但是我们发现我们做到的X、Y、Z三项融合控制和总成结合起来的时候,我们相信我们能够给这个产业带来耳目一新的感觉。今年我们在北京车展也发布了很多的特性,希望大家一起共同讨论,共同创造,为整个总成的智能化或者为整个总成面向未来更高阶的发展,一起做一些技术和解决方案上的创新。

       

 最后一个,这是我们看到的问题也是我们在持续思考的问题。一谈到车,大家都知道冰箱彩电大沙发+智驾+座舱,这个很对。但是我们一直在分析我们的模型,我们一直看的都是冰山上露出海面的部分,实际上总成和动力做了很多很多大量的工作,没有总成车能开吗?能停吗?能舒适吗?都不行。但是大量的工作实际上在底下,都没有被看到。今天今年,大家开始讨论驾驶性、舒适性、操控性的时候,哪块都是和我们整个总成或者部件息息相关的。未来希望立足于我们总成的最基本的高效的工作,低耗的行驶,为整车带来舒适性的驾驶体验的同时,希望我们为整个车的行驶在做保驾护航的时候,整个产业进入到第二阶或者进入到高阶的发展和趋势方向。今天非常想表达一个观点,我们希望现在大家在做技术的深耕,大家在做性价比的深耕,未来我们希望通过智能化,能够为我们的动力系统加满电。我今天的分享就到这儿,谢谢大家。


来源:电动新视界
碰撞汽车新能源芯片理论数字孪生控制电气
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-07-12
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电动汽车的热管理与能源优化

文本内容为关于电池电动汽车的热管理与能量优化的讨论,由Tom D’Anna在2024年5月15日至16日举行的CTI Symposium USA上发表。讨论涵盖了市场趋势、热管理概述、气候系统能量消耗及其对驾驶范围的影响、电池条件考虑以及提高能效的热管理校准策略。作者认为:热管理系统对于电动汽车至关重要,尤其是在极端温度条件下。电池的温度控制、充电时的电池预热条件、以及车内气候的调节对驾驶范围和车辆性能有直接的影响。通过精确的热管理校准和策略,可以在确保电池在最高效温度范围内运行的同时,最大限度地提高电动汽车的续航里程。问题1:美国电动汽车市场的发展趋势如何?回答:根据预测,到2040年,美国的电动车销售量将达到约15万辆左右。然而,在欧洲和中国相比,预计整体电气化水平会较低。这可能是由于多种因素影响了BEV(电池电动车辆)在美国市场的普及率。问题2:什么是电动汽车的热管理系统,并其作用是什么?电动汽车的热管理系统负责控制驱动组件以及车厢内的温度。它处理不同车辆部件之间的热量流动或与周围空气的关系。在电动车中,驱动组件需要冷却,而车舱内则需维持一定的温度。此外,该系统还对电池、电力电子设备等进行冷却以确保它们能在高负载条件下运行并提高效率。问题3:哪些条件会影响电动汽车的热管理系统的性能?外部环境条件如大气状况及使用场景等因素都会影响热管理系统的工作效果。同时,车辆性能状态也会影响到它的表现,例如当前功率输出、充电功率需求以及车厢的需求等都直接影响着热管理系统的效能。问题4:电动汽车热管理系统的开发过程包括哪几个主要步骤?电动汽车热管理系统的开发主要包括功能发展、需求规格说明、接口定义、软件开发、校准测试和系统验证等多个阶段。这些步骤旨在优化系统的能效的同时考虑乘客舒适度。问题5:冷启动测试对于电动汽车有什么特殊的要求吗?冷启动测试是在特定低温环境中完成的,通常为零下七摄氏度。在此期间不允许充电,以保证电池开始测试时处于指定的浸泡温度。另外,如果汽车配备了空调,则不需要除霜操作,且窗户应关闭,风扇速度设置最大。问题6:为什么说电动汽车的驾驶范围可能会受到极端天气的影响?因为当气温下降至极低值时,电动汽车的加热器或者热泵可能无法达到预期的效果,导致能量消耗增加从而降低了行驶距离。另一方面,高温环境下也需要额外的能量来制冷,这也可能导致续航里程减少。问题7:电动汽车的热管理系统是如何通过预调节策略来改善能源利用效率的?电动汽车可以通过预先设定车内温度的方式来进行节能。比如,可以在出发前开启暖风或制冷系统一段时间,这样可以使得车辆在行驶过程中无需再花费过多的能量去调整车厢内部的温度。问题8:电动汽车热管理系统的集成设计有哪些挑战?一个关键的挑战在于如何有效地整合各种硬件元件及其控制系统,以便最大限度地提升系统的能效并且满足乘客的舒适性需求。另一个挑战则是如何平衡剩余的驾驶范围和用于调温所需的能量。问题9:电动汽车热管理系统的设计原则是什么?电动汽车热管理系统的首要目标是为了实现最佳的性能。这就意味着设计师们需要考虑到诸如驾驶循环类型、气候条件、车辆配置等多种因素,并据此制定相应的设计方案。问题10:电动汽车热管理系统的主要组成部分有哪些?电动汽车热管理系统的关键部分包括但不限于电驱单元(EDU)、动力电子设备、动力电池以及其他相关电子器件。这个系统不仅负责控制驱动组件的温度,同时也负责调控车厢内的温度。问题11:热管理系统如何影响电动车的续航里程?热管理系统对电动车续航里程的影响主要体现在以下几个方面:1. 电池温度稳定性:电池在适宜的温度下工作可以保持较高的效率和较长的寿命。过高的温度会加速电池的损耗,而过低的温度会降低电池的可用容量。热管理系统通过维持电池温度的稳定,有助于提高电池的性能和安全性,从而间接提升续航里程。2. 驱动单元冷却:电动机和功率电子设备在高负荷下会产生较多热量。有效的冷却措施可以防止温度过高导致的性能下降和潜在损坏,同时也有助于提高电驱动系统的整体效率,进而增加续航里程。3. 乘客舱加热:在寒冷气候下,电动车往往需要使用热泵或电阻加热器为乘客舱供暖。这会消耗大量电能,从而减少续航里程。一个高效的热管理系统能够减少供暖所需的能量,从而对续航里程产生积极影响。4. 能量回收与利用:热管理系统可以通过有效的能量管理策略,例如利用制动能量回收,来提高整车的能量利用率,从而有助于增加续航里程。5. 充电效率:电池的充电效率受到温度的影响,过高或过低的温度都会降低充电效率。通过热管理系统可以优化电池的充电过程,确保快速且高效的充电,从而缩短充电时间并可能提高续航里程。因此,一个高效且智能的热管理系统能够在不影响车辆性能和乘客舒适度的情况下,通过优化温度控制和能量管理来延长电动车的续航里程。问题12:如何通过电池调节来考虑热管理系统的设计?电池调节在热管理系统的设计中起着至关重要的作用,因为电池的温度直接影响其性能、寿命和安全性。以下是在设计热管理系统时应考虑的电池调节方法:1. 主动冷却:主动冷却系统使用液体或空气冷却剂来移除电池产生的热量。这种系统通常包括一个冷却回路,如液冷系统,它可以使冷却剂流过电池以吸收热量,然后将热量排放到环境中或其他冷却装置中。2. 被动冷却:被动冷却系统依靠自然对流或传导来散发电池产生的热量。这种方法通常成本较低,但冷却效果有限,适用于低功率应用或环境要求不高的场合。3. 电池温度监控:为了有效地调节电池温度,需要实时监控电池的温度。这可以通过在电池内部安装温度传感器来实现。根据传感器的数据,热管理系统可以调整冷却系统的运行模式以保持最佳工作温度。4. 预热功能:在寒冷环境下,电池的性能可能会下降。为此,热管理系统可以配备预热功能,使用车载加热系统或电池本身的电阻加热来预先加热电池,使其达到适宜的工作温度。5. 能量管理策略:电池的能量管理和热管理应该紧密结合。例如,在车辆行驶过程中,可以通过调整电池的充电和放电速率来控制其温度。此外,可以在车辆即将快充时激活冷却系统,以提高充电效率并避免电池过热。6. 集成设计:热管理系统应该与电池的物理布局和车辆的总体设计紧密集成。例如,电池可以被设计成与车辆底板贴合,以便更好地利用自然对流冷却电池。总之,电池调节在热管理系统的设计中扮演了关键角色。有效的电池调节策略应该考虑到电池的温度特性、车辆的运行环境以及整车的能效管理,从而确保电池在各种条件下均能保持最佳性能。 来源:电动新视界

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