威邁斯韓永杰：多合一電驅系統(tǒng)的開發(fā)與挑戰(zhàn)

2022年9月21-22日，由NE時代主辦，巨力自動化總冠名，巨一動力、中車時代電氣、華域電動、上海電驅動戰(zhàn)略合作，華為數字能源、智新科技生態(tài)合作的“2022（第二屆）全球xEV驅動系統(tǒng)技術暨產業(yè)大會”在上海嘉定圓滿召開。

大會上，深圳威邁斯新能源股份有限公司副總裁韓永杰以“多合一電驅系統(tǒng)的開發(fā)與挑戰(zhàn)”為主題進行了分享。

以下為演講實錄：

大家好，我是韓永杰，過去一段時間多合一話題比較熱，我想借今天這個機會和各位朋友溝通下對多合一的理解，希望多和行業(yè)朋友做一些交流。

我今天主要從幾個方面講，第一，新能源汽車的發(fā)展。第二，電驅行業(yè)現狀。第三，多合一電驅開發(fā)的關鍵技術。第四，威邁斯公司介紹。第五，總結。

第一部分，新能源汽車的發(fā)展

首先是新能源汽車發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)，新能源汽車從2008年發(fā)展到今天大概14年時間，電驅系統(tǒng)的發(fā)展，我覺得大概可以劃為三個階段。

第一階段是2008年至2014年，這一階段最主要是解決有和無的問題，中國新能源汽車從2000年起步的時候，早期是做國家863之類的項目，2008年上汽是國內最早啟動新能源混動和純電量產項目研發(fā)的，后續(xù)國內其他主機廠陸續(xù)開展量產研發(fā)工作。行業(yè)早期做新能源汽車有很多挑戰(zhàn)，新能源汽車電機和電機控制器、充電機、DCDC等供應鏈問題就是其中的關鍵環(huán)節(jié)，當時大多要依靠外部供應商，比如說電池用LG，電驅用博世，電源用臺達等等，這個過程還是很艱苦的，要付出巨額的開發(fā)費，整個開發(fā)節(jié)奏也不太好掌控，但第一階段行業(yè)積累了很多經驗。

隨著第一輪新能源汽車的逐步量產，各家主機廠都掌握了相應的新能源汽車技術能力，因此第二階段行業(yè)對自主掌控核心技術期望很高，能夠靈活地自主開發(fā)產品成為大家追求的目標。因為在第一階段積累了很多技術經驗。第二階段三電技術自主掌控是一個主旋律，這個時候零部件成本和開發(fā)費不是最關注的內容，自主研發(fā)能力是關注的重點，因為那個時候新能源汽車的整體銷量還是比較小的。

第三階段，2021年新能源汽車銷量做到了300多萬臺，這個時候供應鏈安全和產品成本成為重點關注的對象，能不能拿到可靠穩(wěn)定的低成本零件是各家都要面對的問題，這三個階段是不一樣的。再往后走就是整車電子電氣架構，電子電氣架構是從需求和技術兩端推動的，新能源汽車進來以后，比如智能駕駛、智能座艙導致我們對汽車芯片的數量、能力的要求增加比原來大很多，原來整車上最大的就是TCU和ECU這些零件，但是今天自動駕駛、智能座艙等等很多東西會對電子電氣架構提出很多要求。這些東西倒逼我們汽車芯片在升級，一個方面是數量增加還有一個是芯片能力增加，從而導致當前很多架構不能滿足整車要求。另外從技術端來看，我們的芯片和軟件技術在快速發(fā)展，從而支持了新需求的實現。

我們回過頭再來看電子電氣架構的發(fā)展，從早期的分離式架構到集中式，2020—2025年這段時間要向域集成的方向發(fā)展是非常明確的。它會對零件提出很多挑戰(zhàn)，這就是做零件企業(yè)本身要特別關注的問題?？偨Y來講，新能源汽車銷量快速增長以及電子電氣架構的要求，使得我們要在滿足整車功能和性能要求同時，快速降低成本，這是我們做多合一的前提。

第二部分，電驅系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現狀

做電驅行業(yè)是競爭最激烈的，我們現在講電池、充電、電驅，做電池行業(yè)的企業(yè)是賺錢的，做電源的企業(yè)現在經營的還不錯。這里邊有幾個特點。第一，做電池和電源走出來的企業(yè)是很少的，所以格局很明確。但是電驅領域，參與者很多，每個主機廠都在做，很多零部件廠商也在做，電驅的問題在于它很重要，做精很難，但是進入門檻比較低。

另外電驅成本很容易算清楚，各家很難做出差異化成本。電驅沒有絕對的壁壘，沒有說一家做的電驅是另外一家完全做不了的，這就導致我們做電驅的企業(yè)比較辛苦，做了很多事情，但是到最后一算賬是不賺錢的，這是整個電驅的現狀。

再看一下電驅行業(yè)的發(fā)展，和技術進步是對應的，第一個階段我們最主要解決的是有和無的問題，早期博世和大陸電驅控制器和國內方案有很大差別，那個時候我們更多是解決有和無的問題，第二個階段，隨著技術發(fā)展成熟，我們做集成，主要兩個方向，一個是把OBC和DC/DC集成到一起，另外一個是把電機、減速機和電機控制器集成在一起，威邁斯是在OBC和DCDC集成領域走在了行業(yè)前列，首創(chuàng)了磁集成的技術方案，電驅三合一首先由大眾提出，目前在行業(yè)遍地開花。前兩個階段的發(fā)展，其中第一個階段為第二個階段的發(fā)展儲備了技術，奠定了基礎，然后才有了第二階段的快速實現。

現在再來看第三階段的多合一集成，這是前兩個階段技術積累的基礎上必然出現的結果，芯片技術、軟件技術疊加行業(yè)多年的技術積累，使得多合一成為當前大家重點研究的方向。整個市場規(guī)模、成本要求、電子電氣架構的發(fā)展導致今天要重新思考和看待多合一。多合一是接下來動力系統(tǒng)領域不能回避的話題，新能源汽車技術的形態(tài)還沒有形成最終的狀態(tài)，新能源汽車動力系統(tǒng)的技術發(fā)展方向還值得不斷探討研究。從2021年開始比亞迪、長城、華為這樣的企業(yè)都逐步推出了多合一的技術方案，在這些頭部企業(yè)的引領下，中國很多企業(yè)在快速跟進，到2023年很多車廠的動力系統(tǒng)配置都會兼顧多合一的架構，并推出配置多合一的車型。

接下來看一下多合一能帶來什么收益，多合一第一個優(yōu)勢就是能降本，1）可以降整車成本。2）能降零部件成本，3）還能降軟件的成本，軟件是最大的隱性成本，將來如果很多零件，每一個零件可能都要做很多的工作，這些東西都是需要很多費用的，尤其很多是需要授權費用，授權費用和賣的產品的數量、項目數量有關系，當你變成多合一之后是有很大優(yōu)勢的。舉一個例子，如果做多合一，從兩個三合一變成多合一，整車節(jié)省400元左右成本。還有整車裝配的時間會減少很多，另外零部件本身和軟件節(jié)省的成本也非?？捎^。

第二個優(yōu)勢是性能提升，多個控制器聯(lián)合之后通訊時間由原來通過CAN通訊變成芯片內部通訊，可以想象到它可以做很多事情，將來會引申出算法上的創(chuàng)新。第三個優(yōu)勢，多合一只是最終的產品形態(tài)是多合一的，但是多方合作開發(fā)的結果，比如說軟件Tire1和第三方軟件供應商、主機廠是可以分工的，將來我們可以做軟硬件分離或者分布式開發(fā)，產品是一個，但是開發(fā)的人員是多方的。還有我可以從自動駕駛、娛樂這塊看到以太網得到量產應用，現在動力系統(tǒng)還沒有考慮以太網，覺得代價很大。如果我們能夠把這么多功能在電子電氣角度融合，完全可以做以太網通訊。這些功能不是不需要，而是沒有技術支撐或者實現起來難度比較大，當我們某一天真正實現了主控芯片的基礎架構，后續(xù)的東西都會實現。

第三部分，多合一電驅開發(fā)的關鍵技術。

很多企業(yè)擔心做多合一風險高，容易失效，但實際情況是大部分主機廠已經在做了。我們看多合一有哪些相關的技術，它有成熟的技術和新的技術，電源三合一和電驅三合一提供了很多基礎技術，比如我們多合一里面的電機技術、定轉子技術不用變，減速箱齒軸不用變，我們變的是電力電子的方案和軟件的方案，還有流體和結構，電磁場和傳動基本上可以沿用的。多合一的成功與否就是要在電力電子功率拓撲、控制電路、電磁兼容以及很多軟件算法、軟件架構上做新的技術方案，這個和我們電子電氣架構以及很多東西是緊密貼合的。

多合一的發(fā)展不是純粹的機械方案，而是和新能源汽車、智能汽車發(fā)展直接相關的。電力電子的深度集成是多合一降本的關鍵，要能夠切實做到器件共用，減少BOM成本。軟件方面，隨著芯片功能和性能不斷增強，我們可以統(tǒng)一底層軟件，支持聯(lián)合開發(fā)，對外統(tǒng)一高速通信接口。還有一個是集成，我們怎么樣把功率拓撲實現和軟件架構做好以后，怎么做成一個非常緊湊又安全可靠的產品，結構布置、NVH、散熱、EMC等等有很多是互相沖突的，這也是我們做出一個真正有競爭力產品的關鍵，這里邊涉及到很多方案設計、仿真、試驗、迭代，這和當年開發(fā)電驅三合一是類似的過程，隨著技術能力提升和整個車開發(fā)技術資源的提升這些技術問題都可以快速解決。

多合一開發(fā)是建立在現在兩個三合一開發(fā)的基礎上的，因此要能夠支持前后驅布置，要能夠在原來三合一后橋的空間，不更改后橋設計的前提下實現多合一布置，這是最基本的要求。另外就是利用原先三合一的技術資源，比如電機試驗很多是不需要重復做的，還有工廠產線資源也要最大程度的利用，這樣我們就能實現敏捷開發(fā)。多合一開發(fā)有很多技術挑戰(zhàn)，比如共享外殼、NVH、密封、共享器件、電磁兼容，這些都是需要切實解決的技術難題。最后需要回答大家一個問題，多合一可靠性和多合一售后問題，當年發(fā)動機發(fā)展過程實際上也面臨類似問題，大量復雜的零件放在一起怎樣做到可靠？前提就是設計方案要可靠，產品的可靠性是設計出來的。我們設計過程當中要考慮可維護性，找出產品的薄弱點，針對薄弱點進行可維護設計。還有我們要做非常全面的耐久驗證，設計過程當中把這些問題解決掉。最后多合一的售后維修要考慮在不同地方布局快速的維修中心，能夠在發(fā)生失效時，快速的提供維修解決方案。

第四部分，介紹一下威邁斯

威邁斯是第三方最大的OBC企業(yè)，我們目前有5家研發(fā)中心和6個工廠，我們致力于成為新能源汽車動力域解決方案的供應商，不管是充電還是動力系統(tǒng)我們都能提供非常具有競爭力的產品方案，我們在這個領域做了很多的布局和嘗試，我相信在未來幾年大家能夠聽到更多威邁斯的聲音。

在驅動業(yè)務這一塊，我們提供電壓等級和集成方式的電機控制器，包含單電機控制器，雙電機控制，目前市場上最火熱的雙電機控制器，我們采用雙面水冷模塊解決方案，是當前市場上功率密度最高的產品，產品重量在9.5kg以內。

在電源領域，威邁斯的市場份額在20%左右，未來可能更多?；陔婒尯碗娫炊嗄甑姆e累，威邁斯開發(fā)多合一產品具有良好的基礎，并順應行業(yè)趨勢。2023年威邁斯開發(fā)的多合一產品會量產，希望將來和行業(yè)客戶和朋友多多交流電驅后續(xù)的技術發(fā)展。

第五部分，總結一下

1）汽車產業(yè)的發(fā)展終歸還是要遵循汽車產業(yè)規(guī)模經濟的客觀規(guī)律，當規(guī)模起來后，產品的成本、平臺化、制造能力和供應鏈安全能力都是重中之重。2）多合一在400V 180kw以下的產品序列里面會成為下一代驅動系統(tǒng)解決方案的趨勢。3）多合一需要OEM、Tire1、Tire2一起合作，因為涉及到很多整車的交互，也涉及到很多規(guī)?；杀究刂?。4）威邁斯在多合一這塊從2019年開始布局，已經研發(fā)了兩代產品，我們在多合一方案這一塊有很多技術積累，目前也已經定點多個項目，希望后續(xù)和大家能進行更多的交流。

審核編輯 黃昊宇