通用/长安/华为/埃安/采埃孚/智新科技专家眼中的电驱动未来

日前，“2022（第二届）全球xEV驱动系统技术暨产业大会”在上海嘉定圆满召开。

众多行业专家就新能源及电驱动行业发展现状和未来趋势做了深入的探讨，本文根据主办方整理的速记稿截取部分精彩观点以飨读者，未经本人确认，仅供参考。若有商榷之处，可以留言。

通用汽车

段诚武

对于OEM来讲，我们要从系统角度看待这个问题，不能只从电机或者逆变器、减速箱的角度来看，最终要把系统集成在一起，加上电池，因为电池成本是最重要的因素，这样才有可能设计出既高效，又能够满足客户需求的电驱动系统。

未来，第一是提高行驶里程和性能，开发高能量密度的电池，不仅是更好的化学体系，需要提高体积密度和重量密度。我们需要一些新的材料，比如碳化硅、氮化镓这种材料，帮助我们提高系统的效率和提高里程、性能。第二是集成化，不仅是降成本，而且能够提性能。第三是功率密度要做得更大，想办法把功率密度做上去，把电机的性能做得更好，也能够降成本。

关于降本。电池成本、原材料成本占比很大，靠规模经济很难把成本降下来，三元电池有锂、镍、钴等等，所以降本不是那么简单，需要新设计、新思路来降低成本。对于电机来讲，想方设法把永磁材料、重稀土的用量降下来，把电机的成本降下来。电机无非三个材料，一个是磁铁、铜线、硅钢片，铜线能做的并不是那么多，磁铁是最贵的，硅钢片也是很贵的东西，但是相对磁铁没那么严重，硅钢不存在供应链的问题，磁铁不一样，它是很特殊的产品。

关于快充。当前，高压快充大家都在做，问题是到底要做多高压？400V已经普及，800V现在没有什么争论，但800V以后呢？是做1000V还是1200V，这是一个竞争的时代，随着市场竞争东西都是越做越好，反过来讲，你的边际效应可能也越来越小，但是得做。对于主机厂来讲，不仅做的是技术，而是做产品，最终这个产品要让用户买单。

华为

彭鹏

电驱动四大发展趋势。

融合极简。融合的目的就是简化OEMs开发周期，降低开发成本，提升驾乘体验。当前三合一的电驱动系统打破了原来分离式的电驱动，已逐渐被整机厂接受了。三合一的比例目前在50%，有一部分领先的企业已经上市和开发了多合一的系统，包括六合一、七合一、八合一。首先我们做到了硬件的融合，包括单板的融合。未来我们认为，如果要实现智能化，它可能还在控制的融合方面会更进一步。实现智能化的架构，辅助智能驾驶，就要做到动力域控制的集中。这种融合分为两种形态，一种是目前已经有的一些滑板底盘的概念，另外一种是电驱动和充电系统，热管理系统，制动系统等等的融合，包括电、热、机械等各种结合。

千伏闪充。更高的电压平台，实现3-5分钟的快速补能体验。解决用户充电焦虑，同时降低因为续航焦虑带来的电池过配，降低整车价格。当前国内很多车型还是属于400V，已经有一些车企已经推出了800V的电压平台。在800V的电压平台下，基本上可以实现50%的补能效率提升。如果做到5分钟内补能50%的话，未来一定会走到接近千伏的平台。现在我们的充电基础设施也在往千伏的平台走，有一些主机厂也在往更高的电压平台走，这也是为了解决用户在充电方面的焦虑。如果我们的充电基础设施部署得比较充分，能够减轻用户的续航忧虑，那车企在整车电池的配置成本上也可以降低。

全场景高效。同样的电池容量配置，在各种用车的工况下，实现更优的用电效率，更长的续航里程。当前大家都在研究怎么提高电驱动的效率，有很多方法，包括应用功率半导体的器件——碳化硅，扁线电机等等，还有高效的拓扑。从器件的高效率走向系统的高效，包括电驱动系统的高效、逆变器的高效、车载充电的高效以及充电场站的高效。未来我们会走向场景的协同高效，这就需要做到电能、热能、动能的三能互补，实现全工况的高效。未来还包括实现云上的标定，实现全生命周期的高效率。

AI使能安全可靠。将AI技术、云、大数据等数字化手段应用于动力域电力电子，实现动力域的安全可靠。如何解决用户对安全顾虑的方面，当前车端BMS无法预测电池热失控，有些企业通过大数据和端侧结合，但是热失控预测效果不佳。一些先进企业已经通过将AI技术进行结合，能够提前24小时预警，提升用车的安全性。未来，AI不光能够预测电池的热失控预警，同时它会走向动力域系统，我们称之为动力云。动力云能够实现动力部件的健康度检测，以及故障的提前预警，大大地提升安全性能。

博格华纳

李晓球

纯电动、混动与内燃机技术路线将长期并存

纯电动、高压混动和内燃机，这三种不同的结构在比较长的时期会共存。我们认为全球轻型车市场未来十年还是会持续平稳增长，到2029， 2030年会达到1亿的规模。电动车会持续稀释传统车内燃机的份额，到2030年，传统车比例会降低到28%左右，纯电动车的份额会从今年的个位数提升到超过37%，高压混动也会发展到35%。我们认为这三种动力总成还是会持续共存。

纯电动路线

在纯电领域我们在找一个商业平衡，很多主机厂会计划把电驱系统自己生产。400V和800V我们也是齐头并进，因为不同场景、不同客户、不同市场对于400V和800V也有不同的要求。碳化硅和IGBT也是一样，以后的市场趋势显然是碳化硅，我们目前在400V、800V、IGBT和碳化硅之间有不同组合的产品。有已经大批量生产，也有准备批产的。

目前400V技术相对成熟、稳定，供应链也有保障，基础设施也比较成熟。800V是下一个风口，可以满足整车的高功率要求，可以对产品进行小型化、轻量化，整个系统效率也会比400V要高，支持快充、长续航里程，它的优点在座的都知道。IGBT和碳化硅更多是看主机厂怎么把握成本和性能的平衡，我估计碳化硅至少在未来2~3年还要考虑到保供，毕竟全球碳化硅产能还是有限的。

混合动力路线

在欧洲和美国更多的是P2的架构，有些客户是P2+P4，对车的扭矩、速度要求更高一点。韩国现代更多的是P2+P0，在中国最近比较流行的是P13，像DHT，目前国内大部分主机厂已经在批产或者在开发P13的结构，P2在国内也有不少应用，车相对比较大一点，对扭矩、车速要求比较高一点。

一汽研发总院

王斯博

首先，对电动汽车来说依据整车不同的定位，对电驱系统有不同的应用需求，这决定了设计的优先级排列。于高性能车型来说，普遍关注动力性、舒适性，对成本、经济性相对不是特别关注，但对私家车来说，成本、经济性是一个比较关注的点，同时对网约车来说，可靠性包括运营成本是关注的点。

依据整车需求不同确定电驱性能和成本设计，是当下对电驱动来说设计不趋于同质化的基础。高功率电驱产品，我们初步给它一个定义，就是功率在200kW以上的高性能动力总成。它的核心需求有几个方面：转速上，普遍要支持整车200-260km/h的最高车速，所以最高转速比较高，目前市面上也出现了320km/h车速的产品。高扭矩对起步加速、爬坡都需要有更高要求。同时还有高峰值功率的要求，不光是零百加速的要求，同时要求高速段120km/h以上持续加速能力。此外，有些产品已经嵌入了过载的Boost功能，加速的时候可以进一步释放功率能力。噪音层面，除了要求总噪声的指标以外，全工况各个阶次的噪音都有相应的指标定义，同时开关频率噪音也有详细的要求。可靠安全层面，有明确的功能安全要求，以及更高的可靠验证标准。驾驶操控层面，对主动减震技术以及其他和舒适度相关的技术都要进行要求，同时保证扭矩响应时间在一个很低的标准内，这样可以在起步加速、超车过程中都有更好的推背感。高动力跟高效率一般很难兼顾，要求工况循环效率的同时，对高速持续巡航效率也有要求。

小型化，也是当前的研究热点。搭载的总空间越来越狭小，同时底盘向一体化集成过程中转向，悬架也逐步挤压空间。因此，高功率电机应用在高性能的车里也会面临挑战，毕竟车的空间是有限的。从《节能与新能源汽车技术路线图》来说，2.0版本丰富了各个维度的指标，包括噪声、成本、效率等，从2025到2035都有相应的整体指标和关键技术的布局。高功率电机产品会在整个目标实现上首当其冲，因为很多新材料、新工艺都会首发搭载在高性能产品上加以应用。我们统计了今年已经量产或明年量产的总成，指标特点是200-340kW，转速15000- 20000rpm左右，功率密度4.0-7.0kW/kg，三合一最高效率可以做到95%，峰值扭矩可以到575Nm，持续转矩60-150Nm。系统级的关键技术有以下几个：

• 冷却技术方面，普遍采用端部油环的冷却方案，也有厂家开始做槽内冷却；

• 多层导体技术；

• 碳化硅封装形式目前有六合一封装的，也有二合一独立封装的，各个厂家逐步研究的基于高频特性的特殊封装也是一个热点；

• 高压导线、耐电晕以及耐PDIV设计，也是当前一个痛点；

• 高速方面，现在普遍在15000-20000rpm的水平，高强度硅钢和特殊防护已经开始有人布局；

• 深度集成技术，普遍采用三轴承的方案，电机和减速器基本是共壳体，构型上存在两档减速器，还有多合一等形式，或类似特斯拉发布的矢量电驱，后面两个电机，左右轮独立驱动的技术。

高功率电驱系统的研究热点技术从电机角度讲，一是高性能拓扑。以往我们开发不同的转子构型，实际发展的方向是减少磁桥甚至是取消磁桥，最大限度利用永磁体的能力，提升电机的功率。总成集成技术方面，从以前的单电机到现在的二合一、三合一甚至多合一，未来可能出现和底盘深度集成的轮毂电机系统，整个系统集成度是越来越高的，对高性能车也是至关重要的。此外，集成技术也从结构集成逐步发展到控制集成、功能集成、芯片集成，与零部件小型化、轻量化技术相得益彰。电驱+底盘方面，比如悬架自动转向的融合技术，也是未来发展的一个热点，也会有广阔的研究前景，所有运动控制可能是一体化的，相互之间的通信、时效也非常短，这样可以提升驾乘感受。高速化、高效化两个方面，目前各家都在做高速解决方案的研究，包括高强度硅钢、碳纤维护套等新材料和新工艺的应用。针对高速高压的全新电磁拓扑也是一个研究热点，包括高刚度空心轴、轴承的防护结构等。高效的设计，以往关心的是单一部件的效率或系统效率，实际上，从整车端、用户端、电气端以及整体热管理方案角度出发可以更大地挖掘和利用能效空间。基于用户端、电驱端综合需求的专项优化，也是从整车层级方面发挥电驱高效优势的一个研究热点。目前，各个厂家都在说的CLTC效率，实际并不是一个电驱的指标，更多情况下是将电驱最高效率作为评价指标，CLTC效率要匹配整车参数去评价。这块我们在行业里一直呼吁倡导统一CLTC评价标准，在同一个标准下进行评价，以此来提升技术水平，同时评价技术与整车能耗相统一。散热技术和NVH技术。油冷化肯定是高性能电驱系统、高功率电驱系统的关键技术。以前，我们是水冷，现在逐步向端部喷油发展，该技术可以让持续性能提升30%以上。同时，高速段的转子冷却技术对持续性能也有较大的提升。油冷设计优化层面，方案上都逐步关注如何缩短热传递路线，使得散热更均匀，同时定子槽内冷却，包括浸没式冷却，也可以进一步加大散热能力。电磁振动噪声优化层面，去包裹化成为很多公司开始宣传的一个点，电驱不再装配包裹，而且评价维度方面，行业也不简单是从WOT、POT加速的维度去评价，而是逐步向全域声品质评价、多维度阶次噪声评价的方向发展。当然，研究的热点也逐步从设计过渡到了工艺、下线检测等维度，以上都会影响整体噪声的效果。高压化、SiC层面。高压化设计也带来了很多的挑战，从系统级的角度讲，高压化会导致电流谐波变大进而导致电机的谐波电流损耗变大，所以优化谐波损耗，降低高压化对电机综合效率影响，也是一个研究的点。同时，绝缘系统整体包括材料与绝缘系统绕线怎么设计来保证电机平稳可靠运行也是一个研究的方向。此外，800V车型平台开发中，利用电机进行升压充电、电池脉冲加热等也是行业里普遍在尝试的热点，如何优化电机以更好承接这两个功能的要求也是需要研究的方向。对于碳化硅功率器件，还没有在整车上大面积应用的经验，与电驱系统其它部件的匹配还有很多点要持续挖掘，比如怎么降低杂散电感，怎么提升散热，所以做定制的封装，也是一个研究热点，然后是怎么降低EMC发射，怎么和电机一体化集成，降低碳化硅对轴承、绝缘系统的损伤。同时碳化硅芯片工艺也在持续优化，目前，有些厂家也在做基于匹配整车系统的设计优先级的碳化硅芯片定制开发，以求在成本、效率、性能上达到综合最优状态。可靠性的层面。从绝缘系统说，不光是材料级、系统级的评价，包括线的选型都有相应的研究热点，同时高稳定性的磁钢开发也十分重要，未来集成化、小型化以后，磁钢涡流损耗对磁钢发热和退磁都会带来挑战，这部分也会有相应的一些研究工作。前瞻电机层面。轴向磁通电机与行星减速器深度集成，组成一个比较小型化的矢量控制系统。这样的控制系统在高性能跑车上，甚至追求动力性的小型车上，应用前景是比较广阔的。通过研究，我们发现双转子的轴向磁通电机性能明显优于双定子轴向磁通电机，而且多数厂家聚焦向10000rpm以上发展。高功率电驱开发测试方面。有两个方向。一是向上集成，系统测试逐步走向集成化、多维化，测试条件更加贴近整车。二是向下分解，零部件的层面，逐步走向精细化，800V出了很多的产品，但零部件的评价体系标准没有跟上，所以未来有很多统一、精细化标准的工作要做。

采埃孚

王跃

一个观点不会错：对于新能源或者纯电动增长的曲线斜率是在不断地变陡，可能比我们之前预期的要陡得多，传统内燃机在市场上的生命力可能比我们预期的衰退来得会更加快。过去我们谈政策导向、法规的驱动，但是在中国市场我们看到越来越多市场的推动，最终用户消费者有主动的意愿买一个纯电动车，对于整车厂来讲也是要加速适应这样的变化，对于Tier1毫无疑问要积极地调整发展战略。

谈到电驱动，我们会讲很多关于碳中和，对于采埃孚来讲我们有自己的目标。相比于2019年到2030年，采埃孚所有的工厂要降低80%的二氧化碳排放量，到供应链或者产品使用端，上下游相比2019年要降低40%，这个目标本身还是比较雄心勃勃的，这当中还有很多需要跟上游供应商，包括客户们，一起共同协作的。

对于电驱动来讲，大家说电驱动无非是电机、电控、减速箱做一个集成，相对来讲它的标准化、平台化的机会相比传统内燃机来说更加容易，但实际上我们仔细看这个市场，依然会有所侧重。比如电压平台400V/800V，包括不同的功率等级，还是会有一些差异。未来，成本还是最重要的因素，平台化、标准化，子部件兼顾到自制和外购。未来，产品更加关注技术本身，更加关注电驱动的性能和效率。同时也会兼顾平台化定制化开发，但是这是一个全球的视角。中国市场看到更多的是成本和技术的逐渐融合，实际上主流市场越来越多的做到800V，主流市场越来越多地强调高性能和高效率，这也要求作为业内供应商的位置，要有足够的灵活性，来掌握之间的平衡。

广汽埃安

王配

预研下一代电驱产品，归结为新型的电驱，现在主流的方案包括轮毂电机甚至轴向电机未来会进一步深度论证。

从市场来说，总结下来的痛点就是成本和效率。成本有很多思路，包括平台化、集成化、高密度、轻量化，效率这块现在也有一些新的技术在逐步应用，包括碳化硅和高效的算法以及现在主流的HairPin电机等。另外包括输出比较强的动力性。NVH到目前为止有很多方法可以改进，最后一个是高可靠性。最终总结下来，低成本和高效率是作为我们电驱系统的终极指标，也是指引我们技术发展的方向。效率和成本是永恒的主题。

第一，平台化。所谓的平台化，平台化的技术，包括电机设计、多目标寻优电磁设计、高效算法、CAE技术，可以支撑我们平台化技术目标，让我们电机电控、减速器设计更加合理。哪些产品可以平台化呢？是长度平台化还是叠片平台化，还是功率模块的平台化、软件平台化和速比平台化、应用平台化？我们希望搭载是平台的，布置形式是平台的。现在我们感受很深，扁线一旦平台化，涉及到产线的投资，整个布局都要改，往前推我的线型影响也很深。我们怎么布局电机的平台化，这块我们要拓展思路，未来发展的功率等级是什么样的，未来功率扭矩需求、效率规划目标是什么样的，我们要做大量的调研。我们总结下来可能是电机外径的平台化，然后叠高拓展，支持电机的平台化。

第二，高电压或者大电流技术路线的选择。特斯拉坚持大电流技术路线，但是国内更多的是从高电压的角度出发。另外是大电机和大电机控制器。既然是平台化，要考虑到一定的取舍或者覆盖，是用大电机匹配小的控制器，还是用小的电机匹配大的控制器，这个我们要做选择。最后就是圆线和扁线，主流还是扁线电机，一定时间内圆线会共存。要支持平台化，我们更多地思考拓展思路在哪里，取舍原则，哪些是我们核心要支撑的竞争力。

第三，集成化。分为结构集成、电路集成、控制集成。结构集成包括从分体到三合一，现在有很多的集成思路，包括PCB集成等等，里面的电子元器件的集成，集成度会越来越高。充配电集成，甚至充配电集成和三合一动力输出集成做更高深度的集成。最后就是软件的集成，包括MCU、PDU等控制相关的集成，甚至最终会把这几个集成到一起，逐渐地从区域控制过渡到中央域控制这样的控制集成的思路。随着集成度越来越高会带来新的课题，首先要思考与谁集成的问题，并不是把所有东西放在一起就可以了，我们要考虑整车的控制和需求，从整体看目前我们更多地是前驱考虑更加深度的集成，甚至和一些整车的散热做集成。后驱更多的是动力输出的集成。接下来还有一个更加复杂的问题，合作模式的问题，这些产品可能都是跨领域的，最开始有电机厂、电控厂，经过整合我们出现了很多三合一集成的企业，未来要做充配电，把充配电相关的又放到一起了，集成度更高，跨领域协同能力要求也更高了。最终如果把控制也放在一起，这么高的集成度没有一个企业能够囊括这么多能力，这可能对企业未来的发展模式提出了挑战，当然也给供应商与整车厂的合作提出了新的课题，包括我们自己也在思考未来和零部件供应商合作模式是什么样的。

第四，高密度。密度就是成本，密度越高成本越低。怎么提升功率，密度就是功率除以质量，质量有很多轻量化的手段，接下来的课题就是如何提升功率，高速技术、高压技术、高效驱动技术、高效热管理技术。高速技术已经是一个比较确定的发展路径了，最开始12000转到16000转到目前20000转，速度越来越高。当前我们可以做到18000或者20000的转速。高速带来新的课题，包括高速轴承和高速NVH的技术。高压技术，电压和功率是成正比的，高压带来高压绝缘和高压EMC的问题。高效驱动技术，软件提升基本上不会增加成本，比如不管是提升电机的输出还是控制器的功率模块的输出，可能都会带来成本的变化。如果软件上做一些文章，这个功率提升不用额外的成本，我们投入了很大精力进行驱动技术的提升。

第五，高效热管理技术。功率是受限于热的发展，热这块一个是如何让它发热更低，第二个是怎么让它的散热更加高效，这是我们现在重点研究方向。最终功率的提升就是对于边界的探讨，一个产品怎么代表我们的技术是优秀的，我们应该是知道我们的边界在哪里，以前当我们的技术不够的时候，可能会考虑多去留边界，把余量留高一点，这样产品就不会出问题。这样会给我们产品增加很多的冗余成本，如何逐渐逼近我们的设计边界，有两个话题。第一，清楚知道边界在哪里。第二，知道我们距离边界有多远。有几个边界，强度边界、热边界、耐压边界，还有其他一些边界，我们设计留了多少余量，这个产品什么时候失效我们是清楚知道的，这样就可以让我们的设计性价比更高。最后如何以最小的代价提升边界，我们知道我们边界在哪里之后，通过一些新型材料提升边界比如轴齿设计的时候，通过更先进的材料提升强度还是材料不变，通过加粗或者加更多材料的方式提升边界，这就是我们要从成本角度考虑的。另外在电机设计时，当知道发热就这么多，是通过提升材料增加耐热强度还是通过增加冷却降低冷却温度来降低它的发热，也是从成本角度出发，如何以最小代价提升边界，或者以这样的思路不断地优化产品设计，最终改善或者提升产品的功率。

威迈斯

韩永杰

电驱领域，参与者很多，每个主机厂都在做，很多零部件厂商也在做，电驱的问题在于它很重要，做精很难，但是进入门槛比较低。另外电驱成本很容易算清楚，各家很难做出差异化成本。电驱没有绝对的壁垒，没有说一家做的电驱是另外一家完全做不了的，这就导致我们做电驱的企业比较辛苦，做了很多事情，但是到最后一算账是不赚钱的，这是整个电驱的现状。

第一个阶段：我们最主要解决的是有和无的问题，早期博世和大陆电驱控制器和国内方案有很大差别，那个时候我们更多是解决有和无的问题；

第二个阶段：随着技术发展成熟，我们做集成，主要两个方向，一个是把OBC和DC/DC集成到一起，另外一个是把电机、减速机和电机控制器集成在一起，威迈斯是在OBC和DCDC集成领域走在了行业前列，首创了磁集成的技术方案，电驱三合一首先由大众提出，目前在行业遍地开花。

前两个阶段的发展，其中第一个阶段为第二个阶段的发展储备了技术，奠定了基础，然后才有了第二阶段的快速实现。

第三阶段：多合一集成，这是前两个阶段技术积累的基础上必然出现的结果，芯片技术、软件技术叠加行业多年的技术积累，使得多合一成为当前大家重点研究的方向。整个市场规模、成本要求、电子电气架构的发展导致今天要重新思考和看待多合一。多合一是接下来动力系统领域不能回避的话题，新能源汽车技术的形态还没有形成最终的状态，新能源汽车动力系统的技术发展方向还值得不断探讨研究。从2021年开始比亚迪、长城、华为这样的企业都逐步推出了多合一的技术方案，在这些头部企业的引领下，中国很多企业在快速跟进，到2023年很多车厂的动力系统配置都会兼顾多合一的架构，并推出配置多合一的车型。