零部件企业如何玩转“三合一”电驱动?
今年以来,集电机、变速箱、逆变器于一体的“三合一”电驱系统雨后春笋般涌现。近日,保时捷首款纯电动超级跑车Taycan(查成交价|参配|优惠政策)搭载“三合一”电驱系统。那么,“三合一”电驱有哪些技术优势,可以让众多OEM相互追逐?消费者能从中得到什么?
60秒快速了解本文的关键信息:
★“三合一”电驱实现了轻量化、增加内空间等目的。该模块可以安装在主机厂的不同型号上,从而降低开发成本。★ ZF、电装等国际零部件公司将“三合一”电驱动与传统驱动技术相融合,形成了高度集成的电驱动车桥。★如今的电驱全球市场竞争格局与以往不同。通过“买中买买”缩短R&D及制造时间和成本是目前大多数整车及零部件企业的主流选择。★对于OEM和供应商来说,开发“三合一”电驱最大的挑战不是技术层面,而是如何进一步控制成本。
■“三合一”电驱动更轻、更集成。
“三合一”电驱动的一体化设计,简化了组件之间的外部布线,达到了轻量化、节约成本的目的。对于原始设备制造商来说,“三合一”电驱动使车辆系统的布局更加灵活;对于终端消费者来说,他们可以获得最大的骑行空房间和宽敞的汽车储物空房间。这种高度集成化的设计也为汽车成为屋外、办公室外的“第三空间”奠定了基础。
“集成的电驱动系统使车辆的底盘布局更加灵活,内饰空空间更加宽敞。”
电动汽车最初应用的电驱动系统几乎没有一体化设计,电机、减速箱、逆变器和电机控制器都分布在车辆的各个部分。同时,驱动电机还需要三根又长又重的UVW高压线连接到逆变器上,不仅会造成电磁干扰,还会耗费大量空空间。
于是,集电机、减速器于一体的“二合一”电驱动出现在世人面前,如雪佛兰Bolt(查成交价|参配|优惠政策)搭载的电驱动系统。虽然该系统的结构比普通电驱动系统更紧凑,但“二合一”电驱动仍然没有解决电磁干扰问题,三条高压线仍然存在。于是,“三合一”电驱应运而生。
“三合一”电驱动的集成,像乐高玩具一样,实现了汽车零部件的标准化设计和生产,从而实现模块化。这个模块可以安装在主机厂的不同型号上,这样可以减少很多开发成本。
《雪佛兰Bolt底盘设计结构》
目前“三合一”电驱应用的最大难点在于是否是“1+1+1 >: 3”,涵盖了集成度、NVH、散热润滑要求,以及更为巧妙的结构设计。这也是市场上只有极少数生产车型配备“三合一”电驱系统的原因。
■外资企业大力布局“三合一”电驱动系统。
ZF、博格华纳、舍弗勒等国际企业推动电机、变速箱、逆变器与传统车桥的结合,形成高度集成的电驱动桥产品,使得整个电驱动总成系统具有成本更低、尺寸更小的优势。这些零部件公司已经推出了具有代表性的“三合一”电驱动产品。
ZF的“三合一”电驱动通过优化整个系统的性能,将电能转换效率提高了6%。ZF获得了奔驰EQC(查成交价|参配|优惠政策)“三合一”电驱动系统供货合同,包括电机、单速变速箱、差速器、动力电子模块及完整的控制软件等。
爱信和电装通过新合资企业“BluE Nexus”生产“三合一”电驱动系统。爱信的综合传动系统和电装的逆变器在世界上占有非常高的市场份额。双方在电机开发领域也具有领先的技术水平。
大陆的“三合一”电驱系统也即将上市。今年年底,一款欧洲品牌的小型车和几款亚洲品牌的紧凑型SUV将搭载这款大陆“三合一”电驱系统。除了传统的OEM,德国初创公司索诺汽车推出的Sion电动车也将配备这一系统。2021年第三季度,大陆开始在天津工厂量产“三合一”电驱系统。
博格华纳通过收购电机公司雷米和电控制造商塞夫康,获得了“三合一”电驱动系统关键零部件的自主生产能力。继量产集成电机和变速箱的“二合一”eDM电驱动模块后,博格华纳推出了iDM“三合一”电驱动系统。驱动系统可以根据不同的设计架构和应用需求集成在乘用车和轻型商用车的前轴或后轴上。
2021年,麦格纳与SAIC子公司华宇汽车成立合资公司,启动新能源电驱动系统研发生产,并获得大众MEB平台电驱动系统订单,预计2021年量产。麦格纳可提供最大功率100kW、180kW和253kW三种“三合一”电驱动系统,可直接用于电动汽车或P4结构的混合动力汽车。
舍弗勒的双速桥已经用于WEY P8(查成交价|参配|优惠政策)和长安CS75(查成交价|参配|优惠政策) PHEV车型。舍弗勒在电驱动领域的优势在于,通过收购Compact Dynamics,以及收购掌握了新一代电机关键制造技术的电机定子绕组设备制造商Elmotec Statomat,强化其在高性能电机设计方面的能力。
■欢迎多元化竞争格局。
这些国际零部件公司在传统动力总成系统领域积累了大量技术。面对电气化改造和“三合一”电驱系统布局,最短的办法就是通过收购或成立合资公司来弥补其不足,提高竞争力。对于汽车厂商来说,通过“买中买买”来缩短电气化领域的投资和时间成本,是行业内的常态做法。
IHS IT高级分析师张对编辑表示:“曾经在变速箱领域占据IHS Markit大部分份额的国际供应商,在混合动力时代更具优势。”据了解,ZF最近推出的2速变速器和舍弗勒的P2混合动力模块已经在市场上得到应用。
“ZF双速变速器”
“在纯电动汽车领域,所有玩家的起跑线都是一样的,市场结构也会有所不同。”张攀说,“博世、电装、和德尔福这四家零部件公司可以说在内燃机系统的控制上有垄断地位。但是,在电力驱动领域,他们将有更多的竞争对手。”
■严格的成本控制是关键。
“三合一”电驱原本是OEM推动的技术路线,如特斯拉电驱系统、蔚来EDS电驱系统、比亚迪的“E平台”等,都采用了“三合一”设计。这些原始设备制造商之所以在早期就投入其中,除了对“三合一”电驱系统市场前景的认可之外,他们更希望将这些核心技术掌握在自己手中。
而R&D和生产“三合一”电驱的门槛非常高。没有雄厚的资金和技术实力,企业将难以支撑。对于零部件供应商来说,只有产量足够大,才能分摊开发成本。以目前电动汽车消费市场的需求来衡量,这些企业暂时还很难实现“规模效应”。
目前,对于零部件企业来说,发展“三合一”电驱最大的挑战可能不在技术层面,而是如何在前期利润低或没有利润的情况下控制生产成本,如何在量产后赢得更多客户。
编辑有话要说:
“三合一”电驱系统能给主机厂和消费者带来诸多好处,成为市场主流是业内相对一致的看法。从全球各零部件企业推出的“三合一”产品来看,技术相对成熟,也能满足量产条件。本文聚焦于众多国际零配件企业的“三合一”产品和市场竞争格局,但国内传动系统供应商还有机会吗?敬请期待后续报道。
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