看电机赋能整车，新能源电机驱动系统关键技术展望

据最新数据显示，2023年一季度，新能源汽车的销量达到了200万辆。与去年同期相比，销量增长了50%。其中，纯电动车的销量达到了150万辆，同比增长了60%。插电式混合动力车的销量达到了40万辆，同比增长了30%。燃料电池车方面，由于目前技术的发展和市场推广较慢，销量相对较低，只有10万辆，同比增长了10%。

新能源汽车市场的增长也令行业竞争趋于白热化，目前众车企兵家必争的领域有哪些？从中能看出新能源汽车的哪些发展趋势？湖南中车商用车动力科技有限公司副总工程师石魏在荣格2023新能源汽车行业发展与制造技术线上论坛做《新能源电机驱动系统关键技术展望》主题分享，从电机技术发展的角度折射出未来新能源汽车发展之光。

滑板底盘技术——未来新能源汽车的主流趋势

在谈及新能源电机驱动系统技术之前，石魏率先分享了滑板底盘技术对未来新能源汽车研发的影响。

软硬一体、“上下分体式”的新型底盘，对原有汽车研发思路和技术需求提出了新的挑战。通过将线性驱动、制动、三电、热管理及悬架系统进行模块化布置，集成在底盘上，使整个汽车简化为底盘和车身两部分。厂商可以将车身与座舱根据需求进行组合，从而得到不同的汽车形态。如此一来，滑板底盘技术能够有效降低整车成本（最高可以降低60%的整车成本），成为近年来新能源整车发展技术主流趋势之一。

由于滑板底盘技术可在同一平台适配不同车型，满足多元化设计需求，因此整车的开发周期将缩短6—12个月。同时，滑动底盘能更好地满足L4级别的自动驾驶对线控地盘的需求，能加快L4场景的落地。

目前领先的企业有美国Rivian公司，英国Arrival公司，以色列REE公司，国内龙头企业有吉利和悠跑。

Rivian公司针对乘用车、商用车打造滑板底盘，覆盖了皮卡、SUV和小型多功能厢式车。Arrival公司开发的滑板底盘覆盖了皮卡、厢式车和运营类车型。吉利公司打造了能够覆盖皮卡、厢式车、轻卡车型的滑板底盘，目前吉利可能正采用C to C和C to P的方案，研发商用车滑动低盘。同样采用C to C技术高度集成底盘的还有悠跑，研发了覆盖轿车、SUV、MPV、皮卡、厢式车的滑板底盘车型，并能够形成标准化硬件应用。

高速化、扁线、油冷——电驱系统发展“各显神通”

滑动底盘的趋势，使新能源电机驱动系统技术也有了相应的变化和发展。主要体现有四方面：
一是三电集成，即电机、电控、齿轮箱的集成一体化设计。

二是电机油冷的应用，目前各大OEM和Tier1均在进行油冷电驱的开发和应用，通过控制电机热量，最大程度挖掘电机的输出潜力，提高电机的可靠性，更好地解决轴承润滑冷却问题。此外，扁线与油冷的并线发展更好地发挥出油冷的优势。电机损耗主要集中在铜耗、铁耗、风摩损耗等，其中铜耗占比约七成。通过扁线的应用，能提升约10%的槽满率，降低15%的绕组温升、绕组端部、重量及材料成本。此外，高层数扁线比低层数扁线能进一步降低铜耗，尤其是高速区交流损耗，提升电机整体性能。

三是随着碳化硅器件的成本的降低和批量应用，整车电压等级从原来的400伏提升到800伏。碳化硅的耐高压能力是硅的10倍、耐高温能力是硅的2倍、高频能力是硅的2倍。碳化硅器件应用于电机驱动系统中的主逆变器、车载充电系统和电源转换系统，采用碳化硅二极管及开关管组成的全碳模块，缩小50%的模块体积、消减电子转换损耗80%以上，能够有效降低开关损耗、提高极限工作温度、提升系统效率。预计至2025年碳化硅年需求量将达到118万片，在充电桩的渗透率将达到35%。

四是高速电机的应用，目前行业普遍达到了16000转的转速，个别产品做到了20000转的转速。当然高速化也会带来一些问题，如：电磁设计、机械结构、控制难度。目前主流方式是通过低铁损硅钢片、高强度硅钢材料的应用来满足高转速需求。

总的来说新能源电机驱动系统技术发展趋势主要围绕着整个电机高速化、扁线、油冷及相关技术提升。

展望未来——“软件如何赋能整车”

新技术、新设备带来性能的提升，自然要通过产品——“整车”来得以体现。

今年2月份，比亚迪发布了仰望系列新车，其中就大量采用到前文分享过的电驱技术，石魏认为，透过这一案例，可以看到新型电驱系统是如何为新能源整车发展打开突破口，带来更多的可能性。

首先从硬件层面来看，通过整个车智能化，仰望车型加入了大量传感器进行深度感知融合。其次，在整个电气架构采用了高度协同的预控制架构。具体到三电领域，采用了高速的电机和碳化硅的控制器，提升了整个电力驱动单元的动作，实现高精度的识别和感应，也能更快的进行控制和指令输出。

之前行业里经常提到“软件赋能整车”，但具体如何落地，各整车厂的答案又不尽相同。从比亚迪仰望系列来看，它的答案是：硬件支撑，电子电器架构，及感受融合。

比亚迪仰望系列采用了四电机动力系统，实现四车轮独立控制。在前后轮、左右轮之间配置差速自动控制设备，即差速锁，实现不同的动力输出模式。在电机这块，比亚迪仰望系列采用直喷式的转子油冷扁线电机，输出功率达到220kW，峰值功率可达240kW，扭矩可达320~420Nm，电机转速超20500转。

从中可以看到，比亚迪对“软件赋能整车”的理解主要表现在安全性能的提升。无论是四轮独立控制，还是在失能状态下精确控制架构，都大大降低了单个车轮故障失压或在极端复杂路面下出现的安全隐患。更重要的是，这仅仅是比亚迪生态圈的开始，未来还会有更多空间留给企业通过软件来提升性能，这自然也将成为整个行业发展的方向，值得我们共同关注和展望。

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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