info
西门子 Simcenter STAR-CCM+ 应用案例分享
行业动态
MORE...
PTC
应用案例
MORE...
技术前沿
MORE...
当前位置:首页 新能源技术 正文
“面向未来”之三合一依旧新能源电驱市场的主流
转载 :  zaoche168.com   2024年08月13日

此前我们在“面向未来”栏目中聊过多合一是否将引领电驱集成化趋势的问题,当前多合一在成本、体积、轻量化方面具有一定的优势,并且市场份额也在逐步提升中。

根据NE时代统计,2024年上半年集成电驱动系统方案中,三合一的方案依然占据着接近80%的市场份额。除了多合一方案还处于应用普及阶段的因素外,更多的则是其自身方案的局限性影响。

具体到企业来看,即使是多合一推动比较积极的企业,如比亚迪、长安汽车,三合一依旧占据一定的份额。比亚迪中,王朝和海洋系列自e3.0开始全系搭载8合1,但三合一的依旧占据37%。腾势由于整车节奏的原因,三合一高达85%。长安汽车(含深蓝)虽然其7合1为标配,但依旧有6.5%的三合一占比。

从功率段分布来看,三合一目前是功率覆盖最全的集成方案,可以覆盖最低30kW,最高可以达到450kW。作为对比,多合一目前的功率段覆盖主要在60kW到250kW区间段内。

本期面向未来将讨论下,为什么三合一不可被取代,并且未来依旧是市场的主流。

NE | 面向未来

“面向未来”是NE时代推出的一档全新栏目板块,旨在从产业发展的角度,层层剖析未来汽车新技术发展方向。三合一电驱系统的研究为本栏目的第二篇内容。

如果有新技术方向交流欢迎与“面向未来”栏目取得联系,联系人:张鑫,18734576259

01

三合一电驱不可被替代的领域

目前来看,三合一电驱动系统在三个方面拥有绝对的不可替代性。一是四驱车型中的辅驱,二是高功率电驱动总成,三是低功率入门级电驱动总成。

相比于传统燃油车,由于电驱动系统小型化的特点,因此更容易实现四驱,仅需要在非驱动轴位置布置一台电驱动总成即可。根据NE时代统计,2024年上半年乘用车终端销量中,新能源四驱的占比达到了17.1%。如果除去A00车型的话,四驱的比例超过了18%。四驱车型的热销也就带动了辅驱产品的增长。

对于辅驱系统而言,仅需提供动力支持,而无需考虑其他功能,仅此一点,多合一便并不适合用于辅驱。目前辅驱集成方案全部为三合一,更强调成本、体积和效率。

比如小鹏X9,由于辅驱布置在后轴,并且搭载了后轮转向,占据了一定空间。为了不影响后排和后备箱空间,因此其辅驱采用了同轴的布局,并且电控也非布置在电机上边,而是侧边。根据小鹏介绍,X方向节约了80mm,Z方向节约了67mm。如果布置在前轴,受前备箱对空间的影响,同样需要严格控制辅驱的体积。

图源:网络

在功率方面,辅驱的功率诉求要远小于主驱。在纯电领域,目前除了个别企业受自有方案影响外,辅驱功率均小于主驱功率。混动领域,由于主驱受混动系统限制,对功率提升的要求相对纯电要小,因此部分辅驱功率要高于混动系统。

辅驱的提升还受整车电压和最高速度的影响。这也是近期有研究2万转辅驱的主要原因。

由于辅驱并非全工况输出,因此还需考虑辅驱不工作时拖拽效率损失,这点在纯电动车型中尤其关键。目前业内主要有两种解决方案。一是辅驱采用异步电机方案,另外是在永磁电机方案中增加脱开装置。两者均有明显的优劣势,异步电机相对简单,成本也较低,但性能提升相对有限。永磁可以实现高性能,但脱开装置的成本还有待降低,另外平顺性和体积也要考虑。目前辅驱主要以异步电机为主,比如特斯拉、比亚迪、蔚来、小鹏、极氪等等。

高性能产品领域中,也均以三合一产品为主。这是因为对于高性能产品而言,更追求的极致的系统参数。三合一系统在总成效率、功率密度方面的表现要高于多合一产品。并且对成本的敏感性也低于普通电驱动产品。有行业人士告诉NE时代,多合一潜在的可靠性隐患也是制约其高性能产品应用的因素之一。因为高性能产品中,电流和频率更大,相应的热风险和电磁干扰也会增加。

在NE时代早期文章《电驱的效率到“顶”了吗》中,目前CLTC工况效率超过92%的电驱动产品,全部为三合一。

在高功率方面,叠加800V高电压的影响,根据NE时代数据统计,目前超过250kW电驱市场占比突破3%,全部为三合一产品。

◎路特斯EletreR+ 后桥搭载的EDUP900三合一电驱系统,采用了800V架构,碳化硅功率模块,匹配的PMSM永磁同步电机,应用的Hair-pin 扁线绕组技术搭配了0.2毫米的硅钢片,其带来的出色扭矩和功率密度,最终实现 450kW 的峰值功率及630Nm的峰值扭矩。

极氪007的后桥电驱搭载的310kW碳化硅电驱,同样也是800V架构,六层的Hair-pin 扁线,冷却采用的“端部绕组浸没设计”,经过定子的冷却油,可以从特殊设计的孔道中,喷到端部铜线上,最大功率是310kW,最大扭矩是440Nm。

智己L6的后桥电驱搭载的是其镁铝合金飓风电机,这款三合一电驱峰值功率达到了300kW,冷去采用了直瀑油冷转子隧冷以及八层Hair-Pin扁线,最大功率是300kW,最大扭矩是500Nm。

低功率入门级主要考虑的极致的成本和灵活的供应策略。根据NE时代统计,在60kW以下的市场中,集成方案全部为三合一。其中主机厂自制的比例仅为68%,这主要是因为比亚迪自制的影响。如果将比亚迪考虑在外,那么整个行业的自制比例不足2%,基本为外采为主。在此前《“面向未来”之多合一是否将引领电驱集成化趋势》我们提到,虽然多合一系统层面具备性价比优势,但开发难度却大幅增加,这也意味着开发费用远高于三合一,因此第三方供应商多合一的进展较慢,这也制约了多合一产品的继续下探。

02

三合一电驱的未来趋势

依旧是从数据出发,根据NE时代统计,2024年上半年中,低功率(<60kW)、辅驱、大功率(≥300kW)的电驱动市场需求占比为43.6%。

未来三合一和多合一的竞争主要发生在60-300kW的主驱功率段内,即2024年上半年占比在56.4%的领域内。目前多合一在该功率段内占比为29.4%。

具体到功率来看,在60-160kW功率段内,多合一的占比较高,达到了49%。进一步细分的话,在60-120 kW功率段内占比是48.4%,在120-160 kW功率段内占比是48.8%。在这个功率段内,多合一的优势很明显被发挥至最大。虽然搭载多合一的企业数量要少于三合一,但其车型性价比高,销量表现更好。

目前60-160kW功率段内市场占比为30%左右。未来,目前应用三合一的企业也在考虑在该功率段内推出多合一产品,以提升自身产品的性价比,如大众CMP平台,吉利GEA架构等。因此未来该功率段内多合一市场份额会继续提升。

160-300 kW功率段内三合一占比超过了90%,多合一目前仅有8.2%。侧面也反映了多合一在高功率段领域应用目前存在一定阻碍。除了产品自身的局限外,和供应链也有一定关系。

目前该功率段多合一主要依靠自制,如弗迪动力、深蓝汽车、智新科技、星驱科技等。在供应链选择上明显没有三合一多样。尤其在超200 kW的产品中,仅有弗迪动力和深蓝汽车有相应的多合一产品。

从市场反馈来看,该功率段未来依旧会以三合一为主,但在160-200 kW功率段内,多合一的占比会提升,目前占比为13.3%。主要原因是受电驱动功率提升的推动,尤其是800V高压对峰值功率一个推动作用。

如果把60-200kW功率段作为一个整体的话,目前多合一在该功率段内的占比为40.2%。未来将很快达到50%。

总体来看,三合一在整体上依旧是电驱动系统的主流产品形态。但在中低功率段内,尤其是60-200 kW多合一的占比在不久的未来会超过三合一,这是因为在该功率段内,多合一的性价比优势可以发挥至最大。但在超200 kW的功率段依旧是三合一为主导,仅有部分企业会搭载多合一,带动其市场份额增长。在产品技术无明显改善的情况下,预计多合一的市场占比将在未来1-2年内开始平稳,从供应链来看,整车企业将会是多合一供应的主力企业。

品牌社区
—— 造车工艺 ——
—— 数字化制造 ——
—— 智能驾驶 ——
—— 新能源技术 ——
—— 机器人技术 ——
Baidu
map