大众汽车新技术组合拳

大众汽车集团未来的发展战略聚焦于多领域协同共进，覆盖电池技术、充电设施以及电子元件等，致力于通过自主研发电动汽车核心组件，以实现生产规模的扩大和成本效益的提升。自主研发范围不仅局限于电池和电动机，更拓展至脉冲逆变器与热管理系统等。据透露，这些新部件的投入使用，有望使电动动力总成的效率提升20%，并带来显著的成本优势。

 

开发APP550驱动单元

大众汽车近日宣布，其全球电动驱动单元累计产量已突破500万台。这份成绩单标志着该车企在电动化转型中实现了跨品牌、跨区域的规模化电驱生产体系，强化了在燃油车与纯电动车领域的双重技术地位。其中最受欢迎的APP550集成式驱动单元已量产100万台，广泛应用于大众ID.家族、斯柯达Enyaq及CUPRA Tavascan等车型。在尺寸与前代相同的情况下，能耗降低约20%，而扭矩和功率分别提升约75%和40%，显著改善了续航里程、加速性能和噪音水平。

大众汽车技术开发驱动和能源系统主管卡尔斯特·本内维茨表示：“由于可用空间没有改变，我们不得不开发一种新的驱动器，这给技术研发和组件团队提出了巨大挑战。结果表明，尽管受到空间限制，我们仍然能够减少原材料使用，同时显著提高车辆性能和效率。”

 

图 1. APP550 驱动单元

 

APP550驱动单元由大众汽车旗下零部件公司在德国卡塞尔工厂制造，2025年年产量同比增长约24%。高集成化设计在减少部件数量、体积和重量的同时，提升了空间利用率和整体效率，体现了大众汽车跨品牌、跨区域的技术与生产联盟体系，以及电动化规模化的系统推进。

 

 图2. APP550驱动单元组成结构和工作原理图

这款驱动单元是大众汽车专为MEB平台开发的高性能后驱电驱动单元，核心目标是在不增加体积的前提下显著提升功率密度、效率与续航表现。作为驱动单元的核心，三相永磁同步电机有效长度145 mm，外径220 mm，拥有四个极对，最大转速13,050 rpm。脉冲逆变器直接集成于电机外壳内，减少线束损耗。采用电机壳、齿轮箱壳、端盖三部分外壳结构，配备两级单速变速箱，输出轴与电机平行布置。

开发过程中，大众汽车重点优化了电动驱动电机的关键组件——定子和转子。定子采用发夹式绕组，有效绕组数更多，导线横截面更大，叠片更薄，通过优化封装降低涡流损耗。转子使用V形排列的高容量钕铁硼永磁体，空心轴带内部油冷，采用三重轴承支撑，并配备摩擦优化的深沟球轴承，通过最小化机械损失提高整个驱动系统的效率。冷却系统取消电动油泵，改用变速箱齿轮驱动油路循环，结合定子水冷套，实现自循环智能冷却。齿轮系统采用抛光斜齿轮，降低啮合噪音与传动损失。

这款驱动单元在保持紧凑结构的同时实现了显著提升的性能输出，符合“高功率密度”定义。整机重量低于100 kg，适配后轴空间；高效率区间广，在低负载、中负载及高转速区域均保持高效，提升实际续航；通过磁铁角度错位、斜齿轮、低摩擦轴承等手段显著降低NVH（噪音、振动与声振粗糙度），实现声学优化。

APP550驱动单元性能强劲，最大功率210 kW（约286马力），峰值扭矩550 N·m。在相同电池容量下，因效率提升可实现更长续航（如ID.7旗舰电动轿车可达700 km）。同时兼容性强，基于成熟MEB平台开发，可适配ID.3、ID.4、ID.Buzz等多款车型。此外，在提升性能的同时减少原材料使用，符合MEB平台经济性目标。

 

研制‌新式脉冲逆变器‌  

大众汽车充分发挥整体实力，大力推进脉冲逆变器（也称牵引逆变器）的自主研发，成为其电动化战略的核心组成部分。脉冲逆变器由大众汽车下属零部件公司独立开发与制造，在硬件和软件方面都进行了全新设计，适用范围广泛，从入门级电动动力总成到输出功率高达500 kW（680 PS）或以上的运动车型均能兼容。未来有望应用于尺寸更大、功率更高的重型商用车，是实现“电驱系统全链条自主可控”的关键一环。

脉冲逆变器被誉为电驱动系统的“智慧大脑”：车辆加速时，将直流电通过功率半导体器件的极快速通断，切割为高频脉冲序列，再经滤波形成正弦波交流电以驱动电机；再生制动时，该过程反向进行，将电机产生的交流电整流为直流电回充至电池，实现能量回收。整个工作流程由车辆控制单元（VCU）根据驾驶指令计算扭矩需求，并通过生成精密的脉冲宽度调制（PWM）信号来控制功率模块中开关管的通断时序，从而精确调节输出电流的频率与幅值。

 作为APP550驱动单元的核心组件之一，脉冲逆变器与定子、转子、冷却系统及两级单速变速箱共同构成一个紧凑的三壳体单元。它被直接集成在电机外壳内部，而非外置，有助于缩短高压线路、降低能量损耗并提升系统紧凑性。脉冲逆变器采用IGBT（绝缘栅双极晶体管）输出模块，构成B6桥电路，最大电流可达830 A，适用于400 V电气平台。通过铜制针状散热器和冷却液通道进行散热，确保高负载下稳定运行；采用可变时钟频率和速度依赖性激活技术，在效率、动态响应和噪声之间实现优化平衡。

大众汽车已开发基于SiC的脉冲逆变器，标志着其在800 V高压电驱系统中全面导入第三代半导体技术，并已在多款量产或准量产车型中实际应用：ID.CROSS概念车（2025年慕尼黑IAA车展亮相）明确搭载自主研发的碳化硅逆变器，配合APP290永磁同步电机，支持800 V高压平台；ID.7旗舰轿车的APP550电机集成脉冲逆变器具备高相电流输出能力，结合大众近年技术路线，极可能已采用SiC技术以提升效率；基于大众PPE平台的Macan GTS电动版（2026款）其900 A SiC脉冲逆变器已投入量产，间接反映大众集团内部SiC技术的成熟应用。

基于碳化硅（SiC）的脉冲逆变器因其宽禁带特性实现技术跃迁：具有更低的导通损耗和开关损耗，尤其在轻载工况下效率优势显著；SiC MOSFET可实现高达100 kHz的开关频率，使系统响应速度大幅提升，并允许使用更小体积的滤波电感与电容；具备更高的热稳定性和击穿电压，能承受更高工作温度；由于能处理更大电流且占用空间更少，基于SiC的逆变器设计更为紧凑。

自2023年起，大众与安森美（onsemi）签署战略协议，由后者为其下一代电动平台（包括MEB+和SSP）提供基于EliteSiC 1200 V技术的SiC主驱逆变器电源模块。2024年7月，安森美确认成为大众全新SSP（可扩展系统平台）的主驱逆变器主要供应商，将搭载新一代EliteSiC M3e MOSFET，进一步降低导通和开关损耗，提升系统效率。

 

生产“标准化电芯”

大众汽车标准化电芯（Unified Cell，简称UC）是该车企开发的统一尺寸与制造标准的动力电池电芯，旨在通过标准化实现规模化降本，提升供应链效率，并兼容多种化学体系。作为电动汽车成本的核心部分，电池约占整车总成本的30%至40%。与大众此前采用的电池相比，UC电芯实现了高达50%的成本降幅，通过将高能量密度、快速充电、长循环寿命、优异低温性能与高安全性集于一身，有效提升了大众旗下新能源汽车的竞争力。

UC为方形（棱柱形）铝壳电芯，采用统一物理尺寸设计：厚24.5毫米 × 长256毫米 × 宽106毫米。通过CTP（Cell to Pack）技术，直接将电芯集成至电池包，取消模组及其相关结构件，使零部件数量减少约20%，降低系统复杂度。体积能量密度提升至660 Wh/L，较大众原有MEB平台电池包提升10%。

UC电芯长度与高度被严格锁定，而厚度或内部材料可根据能量需求调整，从而实现“一芯多用”，适配大众汽车旗下多个整车平台，包括但不限于MEB平台、CSP平台、CMP平台。大众汽车规划，UC电芯最终将用于其80%的电动车型，满足从入门级（如ID.1）到高端车型（如奥迪、保时捷）的不同能量需求，覆盖从经济型到高性能的全系产品线。

 

图3. UC电芯

据介绍，UC电芯支持以下四类化学电池体系：
● 镍锰钴三元锂（NMC）：自2026年起用于对续航和性能要求更高的高端车型，能量密度约300 Wh/kg；
● 磷酸铁锂（LFP）：主打高安全性、长循环寿命与低成本，自2027年起用于平价车型，成本降低约30%，循环寿命超2000次；
● 钠离子电池：作为中长期技术路线，用于降低对锂、镍等关键原材料的依赖，低温性能提升20%，预计2028年后落地；
● 固态电池：与QuantumScape合作开发，能量密度有望达450 Wh/kg，目前处于研发与样机验证阶段，预计2030年后实现量产。

UC电芯由大众旗下电芯公司PowerCo主导，并通过与国轩高科、宁德时代等供应商协同推进量产。2021年3月，大众汽车在首届“Power Day”正式提出UC电芯概念；同年7月与国轩高科签署协议，联合开发第一代标准电芯。去年11月20日，国轩高科在合肥举行UC电芯量产交付仪式，正式开启与大众汽车及其电芯公司PowerCo的规模化合作。根据规划，国轩高科将在2026至2032年间向大众供应高性能磷酸铁锂及其他标准电芯。

在交付仪式上，大众汽车首席技术官托马斯·施马尔指出：“如今，大众汽车集团、国轩高科与PowerCo三方的紧密合作已迈入新阶段。UC电芯为集团几乎所有品牌和区域市场带来创新赋能，并实现规模效应。伴随国轩高科在合肥基地生产的磷酸铁锂标准电芯，以及PowerCo德国萨尔茨吉特工厂自12月起启动三元标准电芯的生产，我们已做好准备，为大众汽车旗下品牌提供极具竞争力的新一代电池技术，共同塑造电动出行未来。”

PowerCo整合了大众汽车的电池业务，涵盖从原材料到成品电池的整个供应链。德国萨尔茨吉特工厂电池供应量每天可满足约500辆汽车的需求。PowerCo已将萨尔茨吉特的一座旧工厂改造为测试中心，进一步加强公司在电池研发和测试方面的能力。

 

建造首个大型储能中心

3月9日，大众汽车宣布在德国萨尔茨吉特完成了首个大型电池储能系统（PowerCenter）的并网运行。该设施由大众子公司Elli负责运营，拥有约20兆瓦（MW）的输出功率和40兆瓦时（MWh）的存储容量，可满足约2万户家庭近2小时的用电需求。此次并网标志着大众汽车正式跨入工业级能源存储与电力交易市场，业务模式从单一汽车制造向能源基础设施实质性扩张。

 

图4. 首个大型储能中心

大众汽车此前曾设定到2030年实现年产电池可供应约300万辆电动车的目标，然而这是在电动汽车行业增长预期更为乐观的情况下制定的。当前，电动汽车普及放缓，与此同时随着人工智能技术的兴起，耗电巨大的数据中心大量涌现，接入电网的可再生能源电站持续增多，使得储能电池市场需求旺盛。

大众汽车首席执行官奥利弗·布鲁姆表示：“储能与能源交易是一个具备强劲增长潜力的全新战略业务领域。”该车企希望在萨尔茨吉特打造闭环电池生态体系，将电池技术用于电网服务与能源交易，一方面可以缓解PowerCo的亏损压力，另一方面也能助力德国向可再生能源转型。

在全球电动汽车需求增速放缓的背景下，大众汽车不再仅专注于车辆生产，而是整合旗下PowerCo与Elli，试图通过多元化布局，构建起涵盖“电芯-储能-交易”的全产业链体系，提升电池资产的利用率并开辟新的利润增长点。大众汽车正式跨界进入能源存储领域，标志着从汽车制造商向综合能源运营商的战略转型。

该项目的技术基石是PowerCo研发的工业级储能系统，核心采用了其标志性的UC电芯。这种电芯作为大众汽车的全球标准化平台，通过设计优化可直接应用于固定式大型储能系统。这种跨界复用策略不仅增强了大众汽车的技术自主权，还通过规模效应显著降低了移动端与固定端电池的单位成本。

萨尔茨吉特基地由PowerCo生产UC电芯组装成储能中心，再由Elli负责在电力市场上进行优化运营。Elli的交易团队利用算法驱动的策略，在欧洲电力交易所（EPEX SPOT）进行24小时不间断的电力买卖与资产管理。储能中心通过在电力供应过剩时吸收廉价的可再生能源，并在高需求时段回馈电网，实现电网的“削峰填谷”，提升电力系统的灵活性与稳定性。

随着交通领域电气化的推进，电网对灵活性的要求大幅提升。风能与太阳能存在间歇性和波动性等固有特性，其出力与用电负荷难以完全匹配。而大型工业级储能系统通过平抑新能源波动、跟踪计划出力、参与系统调峰调频等方式，可显著提高可再生能源的消纳水平，是推动主体能源向可再生能源更替的关键技术。

萨尔茨吉特储能中心的上线只是大众汽车宏大计划的开端，目前已有更多储能项目处于规划阶段。Elli正逐步从单一的充电服务商演变为能源公司，其目标是将物理存储容量转化为智能化的数字能源管理平台。通过这种深度垂直整合，大众汽车正在模糊移动出行与能源供应的界限，致力于成为全球汽车技术与能源驱动者。

  （编译自electriccarsreport.com，insideevs.com，www.elli.eco）

 编译：李忠东

 

来源：荣格-《国际汽车设计及制造》

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