威迈斯韩永杰：多合一电驱系统的开发与挑战

　　2022年9月21-22日，由NE时代主办，巨力自动化总冠名，巨一动力、中车时代生态合作的“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。

　　大会上，深圳威迈斯新能源股份有限公司副总裁韩永杰以“多合一电驱系统的开发与挑战”为主题进行了分享。

　　大家好，我是韩永杰，过去一段时间多合一话题比较热，我想借今天这个机会和各位朋友沟通下对多合一的理解，希望多和行业朋友做一些交流。

　　我今天主要从几个维度讲，第一，新能源汽车的发展。第二，电驱行业现状。第三，多合一电驱开发的关键技术。第四，威迈斯公司介绍。第五，总结。

　　首先是新能源汽车发展带来的挑战，新能源汽车从2008年发展到今天大概14年时间，电驱系统的发展，我觉得有可能可以划为三个阶段。

　　第一阶段是2008年至2014年，这一阶段最主要是解决有和无的问题，中国新能源汽车从2000年起步的时候，早期是做国家863之类的项目，2008年上汽是国内最早启动新能源混动和纯电量产项目研发的，后续国内其他主机厂陆续开展量产研发工作。行业早期做新能源汽车有很多挑战，新能源汽车电机和电机控制器、充电机、DCDC等供应链问题就是这里面的关键环节，当时大多要依靠外部供应商，比如说电池用LG，电驱用博世电源用台达等等，这样的一个过程还是很艰苦的，要付出巨额的开发费，整个开发节奏也不太好掌控，但第一阶段行业积累了很多经验。

　　随着第一轮新能源汽车的逐步量产，各家主机厂都掌握了相应的新能源汽车技术能力，因此第二阶段行业对自主掌控核心技术期望很高，能够灵活地自主开发产品成为大家追求的目标。因为在第一阶段积累了很多技术经验。第二阶段三电技术自主掌控是一个主旋律，这样一个时间段零部件成本和开发费不是最关注的内容，自主研发能力是关注的重点，因为当时新能源汽车的整体销量还是比较小的。

　　第三阶段，2021年新能源汽车销量做到了300多万台，这样一个时间段供应链安全和产品成本成为着重关注的对象，能不能拿到可靠稳定的低成本零件是各家都要面对的问题，这三个阶段是不一样的。再往后走就是整车电子电气架构，电子电气架构是从需求和技术两端推动的，新能源汽车进来以后，比如智能驾驶、智能座舱导致我们对汽车芯片的数量、能力的要求增加比原来大很多，原来整车上最大的就是TCU和ECU这些零件，但是今天无人驾驶、智能座舱等等很多东西会对电子电气架构提出很多要求。这么多东西倒逼我们汽车芯片在升级，一个方面是数量增加还有一个是芯片能力增加，因此导致当前很多架构不能够满足整车要求。另外从技术端来看，我们的芯片和软件技术在加快速度进行发展，从而支持了新需求的实现。

　　我们回过头再来看电子电气架构的发展，从早期的分离式架构到集中式，2020—2025年最近一段时间要向域集成的方向发展是非常明确的。它会对零件提出很多挑战，这就是做零件企业本身要关切的问题。总结来讲，新能源汽车销量迅速增加以及电子电气架构的要求，使得我们要在满足整车功能和性能要求同时，快速减少相关成本，这是我们做多合一的前提。

　　做电驱行业是竞争最激烈的，我们现在讲电池、充电、电驱，做电池行业的企业是赚钱的，做电源的企业现在经营的还不错。这里边有几个特点。第一，做电池和电源走出来的企业是很少的，所以格局很明确。但是电驱领域，参与者很多，每个主机厂都在做，很多零部件厂商也在做，电驱的问题就在于它很重要，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。

　　再看一下电驱行业的发展，和技术进步是对应的，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，当时我们更多是解决有和无的问题，第二个阶段，随技术发展成熟，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。

　　现在再来看第三阶段的多合一集成，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形成最终的状态，新能源汽车动力系统的技术发展趋势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。

　　接下来看一下多合一能带来什么收益，多合一第一个优势就是能降本，1）可以降整车成本。2）能降零部件成本，3）还能降软件的成本，软件是最大的隐性成本，将来如果很多零件，每一个零件可能都要做很多的工作，这么多东西都是需要很多费用的，尤其很多是需要授权费用，授权费用和卖的产品的数量、项目数量有关系，当你变成多合一之后是有很大优势的。举一个例子，如果做多合一，从两个三合一变成多合一，整车节省400元左右成本。还有整车装配的时间会减少很多，另外零部件本身和软件节省的成本也非常可观。

　　第二个优势是性能提升，多个控制器联合之后通讯时间由原来通过CAN通讯变成芯片内部通讯，能想象到它可以做很多事情，将来会引申出算法上的创新。第三个优势，多合一只是最终的产品形态是多合一的，但是多方合作开发的结果，比如说软件Tire1和第三方软件供应商、主机厂是可以分工的，将来我们大家可以做软硬件分离或者分布式开发，产品是一个，但是开发的人员是多方的。还有我可以从无人驾驶、娱乐这块看到以太网得到量产应用，现在动力系统还没考虑以太网，觉得代价很大。如果我们也可以把这么多功能在电子电气角度融合，可完全做以太网通讯。这些功能不是不需要，而是没有技术支撑或者实现起来难度比较大，当我们某一天真正的完成了主控芯片的基础架构，后续的东西都会实现。

　　很多企业担心做多合一风险高，容易失效，但真实的情况是大部分主机厂已经在做了。我们看多合一有哪些相关的技术，它有成熟的技术和新的技术，电源三合一和电驱三合一提供了很多基础技术，比如我们多合一里面的电机技术、定转子技术不用变，减速箱齿轴不用变，我们变的是电力电子的方案和软件的方案，还有流体和结构，电磁场和传动基本上可以沿用的。多合一的成功与否就是要在电力电子功率拓扑、控制电路电磁兼容以及很多软件算法、软件架构上做新的技术方案，这个和我们电子电气架构以及很多东西是紧密贴合的。

　　多合一的发展不是纯粹的机械方案，而是和新能源汽车、智能汽车发展直接相关的。电力电子的深度集成是多合一降本的关键，要能够切实做到器件共用，减少BOM成本。软件方面，随着芯片功能和性能慢慢地加强，我们大家可以统一底层软件，支持联合开发，对外统一高速通信接口。还有一个是集成，我们怎么样把功率拓扑实现和软件架构做好以后，怎么做成一个非常紧凑又安全可靠的产品，结构上的布局、NVH、散热、EMC等等有很多是互相冲突的，这也是我们做出一个真正存在竞争力产品的关键，这里边涉及到很多方案设计、仿真、试验、迭代，这和当年开发电驱三合一是类似的过程，随技术能力提升和整个车开发技术资源的提升这些技术问题都能够迅速解决。

　　多合一开发是建立在现在两个三合一开发的基础上的，因此要能够支持前后驱布置，要能够在原来三合一后桥的空间，不更改后桥设计的前提下实现多合一布置，这是最基本的要求。另外是利用原先三合一的技术资源，比如电机试验很多是不需要重复做的，还有工厂产线资源也要最大限度的利用，这样我们就能实现敏捷开发。多合一开发有很多技术挑战，比如共享外壳、NVH、密封、共享器件、电磁兼容，这些都是需要切实解决的技术难题。最后需要回答大家一个问题，多合一可靠性和多合一售后问题，当年发动机发展过程实际上也面临类似问题，大量复杂的零件放在一起怎样做到可靠？前提就是设计的具体方案要可靠，产品的可靠性是设计出来的。我们设计过程中要考虑可维护性，找出产品的薄弱点，针对薄弱点进行可维护设计。还有我们要做非常全面的耐久验证，设计过程中把这样一些问题解决掉。最后多合一的售后维修要考虑在不同地方布局快速的维修中心，能够在发生失效时，快速的提供维修解决方案。

　　威迈斯是第三方最大的OBC企业，我们目前有5家研发中心和6个工厂，我们致力于成为新能源汽车动力域解决方案的供应商，不管是充电还是动力系统我们都能提供很具有竞争力的产品方案，我们在这样的领域做了很多的布局和尝试，我相信在未来几年大家能听到更多威迈斯的声音。

　　在驱动业务这一块，咱们提供电压等级和集成方式的电机控制器，包含单电机控制器，双电机控制，目前市场上最火热的双电机控制器，我们采用双面水冷模块解决方案，是当前市场上功率密度最高的产品，产品重量在9.5kg以内。

　　在电源领域，威迈斯的市场占有率在20%左右，未来可能更多。基于电驱和电源多年的积累，威迈斯开发多合一产品拥有非常良好的基础，并顺应行业趋势。2023年威迈斯开发的多合一产品会量产，希望将来和行业客户和朋友多多交流电驱后续的技术发展。

　　1）汽车产业的发展终归还是要遵循汽车产业规模经济的客观规律，当规模起来后，产品的成本、平台化、制造能力和供应链安全能力都是重中之重。2）多合一在400V 180kw以下的产品序列里面会成为下一代驱动系统解决方案的趋势。3）多合一需要OEM、Tire1、Tire2一起合作，因为涉及到很多整车的交互，也涉及到很多规模化成本控制。4）威迈斯在多合一这块从2019年开始布局，已经研发了两代产品，我们在多合一方案这一块有很多技术积累，目前也已经定点多个项目，希望后续和大家能进行更多的交流。

　　集成化的优势主要在于：体积小、布局灵活；重量减轻，增加续航里程；降低主机

　　产品是新能源汽车的核心部件，也是新能源汽车轻量化、降成本的重要载体。随着新能源汽车行业的加快速度进行发展，新能源汽车零部件向集成化发展的趋势也慢慢变得明显。在此背景下，

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