多合一內卷之戰早已打響,時至今年更是達到白熱化的頂點。

而將這場戰況推向高潮的,正是上半年陸續發布的兩款12合1電驅總成。

一款是車展期間,星驅科技重磅推出的11合1總成,以及面向全球市場的12合1總成。

一款是昨日,比亞迪最新發布的12合1總成。

這兩款卷出集成新高度的電驅總成,正在引領哪些技術新風潮呢?

一、12合1,動力域集成極限?

縱觀市面上的多合一,我們發現,集成部件的數量,成為各家多合一主推公司PK的焦點之一。

從三合一到多合一,一路沿著“3+3+X”的方向演進。第一個“3”是三合一的電驅系統,即電機、電控、減速器;第二個“3”是三合一高壓充配電系統,即OBC、DCDC、PDU;“X”包含VCU、BMS、熱管理控制等。

在2021年之前,多合一主要聚焦于電驅系統和充配電系統的集成,之后隨著技術的不斷進步,VCU、BMS加入使得集成度進一步提升,形成“七合一”和“八合一”系統。2023年,多合一技術進一步升溫,集成TMCU、PTC的“十合一”“輕”裝上陣。僅僅過了一年,電驅集成卷出新高度。

2024北京車展上,星驅科技帶來的多合一總成,創造了不一樣的集成思路,在常規的電驅系統、充配電系統之外,集成了熱管理集成模塊、低壓BMS和GWRC智能防滑控制,橫貫高低壓配電,并將觸角探至底盤功能。

實際上,星驅科技該多合一產品的全球版達到了驚人的12合1,集成了電動汽車通訊控制器EVCC,保證出口電動汽車在海外能夠實現本地充電。縱觀全球,這是首款適用于出口汽車的12合1產品。

其中,熱管理集成模塊負責熱泵控制、PTC控制,相當于將其他家的TMCU、PTC分布式控制集成到一個控制器中,因此雖為12合1,實際上是在熱管理控制小集成上再執行動力總成的大集成。

低壓BMS,則是在順應低壓鋰電化的趨勢下,與高壓BMS共享芯片,實現車載蓄電池的智能補電功能。這是低壓控制集成的進一步拓展和延伸。

GWRC智能防滑控制技術的集成,讓星驅科技12合1電驅系統完成了動力域跨底盤域的部分融合。EE架構中,在域控階段,動力域和底盤域分別承擔了車輛動力系統和車輛底盤系統控制的功能,到跨域階段,動力域和底盤域融合,共同承擔車輛運動相關的控制,如動力系統的扭矩輸出與底盤系統的制動控制進行協同,可實現更精準的車輛控制。

由此,可以看到,星驅12合1電驅總成的集成邏輯是動力域應集成,盡集成,且基于車輛運動相關的控制探索跨域集成。

若沒有成熟的技術專家團隊,不和整車緊密聯動,范圍如此廣的集成是無法實現的。據悉,星驅科技為了該產品特設了100余位專家組成的研發團隊,聯合行業頂級第三方和星驅歐洲研發中心的資源及優勢,和整車緊密聯動,促進產品成熟和產業化。今年5月將產業化落地,在行業內屬于少量實現多合一量產的企業。

而緊隨其后發布12合1產品的是發布于昨日e平臺3.0 Evo發布會的比亞迪,為比亞迪“五大全球首創技術群”之一。該電驅總成在常規系統之外另集成了智能升壓模塊、智能升流模塊、智能自加熱模塊、能量管理智控系統。新增的四大模塊及系統,體現出比亞迪對軟件升級的重視。

升壓模塊復用電機電感,升流模塊將車端的充電電流提升至400A,為的是充分利用公共充電樁的最大充電功率,解決高電壓EV的充電痛點。

智能自加熱模塊通過復用電驅系統產生脈沖交變電流,利用電池內阻快速產熱,同時利用熱泵余熱,提升電池溫升速率,縮短低溫充電時間。另外,能量管理智控系統,融合人車路等多元感知的信息,基于AI決策,對熱量進行適時的精準的調控,目的是實現更扎實的續航。

由此可見,比亞迪的12合1更多地思考,在動力域內如何復用電驅拓撲智能復用高壓架構、精準統籌分配能量,來提升電驅效率和充電速度。

綜上,可以看到,電驅總成的集成度沒有最高,只有更高,而集成哪些部件、功能,最終需要考慮整車EE架構特征以及應用場景。

二、如何既高集成又靈活?

集成形態,是多合一比拼的第二大焦點。

機械集成、功率集成或控制集成,這些不同的集成形態背后,都涉及多重考量因素。例如,Tier 1供應商的集成能力、主機廠對系統靈活性和可維護性的追求,以及集成方案能為整車帶來的實際效益,都是決定采用何種集成形態的關鍵因素。

目前市場上,多合一主要以機械式物理集成為主流,通過將多塊功能板整合到一個機械外殼內部,共享殼體、線束、冷卻系統,或部分共享控制電路,實現了結構的緊湊與統一。

最近,在物理集成的基礎之上,星驅科技和匯川聯合動力提出模塊化設計,也就是將不同的功能模塊進行獨立設計,在加強協同性的同時保持部件的相對獨立性,使整個系統更加易于維護和組合升級。對于整車系統故障率排前三的OBC系統,兩家Tier 1皆將之規劃為一個有獨立空間的模塊,與其他控制系統以物理集成的形式搭配,便于售后維護。

從設計伊始,星驅科技就統計并深入分析大量行業數據,旨在明確哪些部件在售后服務中被頻繁更換,從而確保消費者對產品的接受度更高且維護成本更低。綜合考量之下,星驅科技精心策劃了產品各部分的維護策略,確保便捷性和高效性。

模塊化本身又意味著可拓展。從難度上看,對多合一而言,實現類似于三合一在應用場景上的拓展性,更具挑戰。由于集成的部件更多,B級及以上BEV對功率和扭矩需求更高,多合一更追求空間的極致利用。因此,在模塊化設計之初,研發團隊就需要考慮到多合一產品后續更多拓展應用的可能。

為了滿足B級及以上BEV整車以及混合動力整車的廣泛應用需求,星驅充分考慮了未來升級的可能性,預留了充足的空間,以便對減速器和電機進行升級優化,從而可混可電、可A可B。

物理集成之外,功率級集成和控制級集成等下一代集成方案,成為各家主機廠和供應商提升電驅系統的產品性能,進一步促進小型化和輕量化,減小能耗的設計思路。

我們看到,半導體公司中,TI提出多種功率級別“多合一”整合方案,共享功率開關器件和磁性元件;英飛凌、ST做到電氣系統集成,用一顆MCU主控芯片取代多個ECU中各自的MCU。

電驅Tier 1中,星驅科技基于來自全球領先半導體公司的一顆強大算力的主控芯片,滿足動力域多控制器的集成以及功能安全、信息安全的集成。

更高程度的集成,不僅縮小控制器的體積尺寸,更進一步優化成本, 為客戶提供更具性價比的優質產品。更重要的是,通過軟件算法,主控芯片的共享策略,使得車輛運動控制相關的數據交換和協同工作變得更為高效,內部交互扭矩響應延遲小,扭矩控制更精確,讓剎車更絲滑,駕駛更平順穩當,有效提升駕駛體驗。

通過物理集成和主控芯片集成,星驅科技在集成12個部件后,整機重量少于80kg,相較非集成系統重量減輕15%,體積76L。輕量化、小體積設計,幫助該多合一適配前驅、后驅、四驅等多種動力需求,更利于整車布置。

這一點,星驅科技與比亞迪的思路一致。

電驅系統重量的降低,將直接惠及終端消費者,帶來實打實的利益,其中最顯著的就是能夠提升車輛的續航里程,滿足消費者對于長距離行駛和成本效益的需求。

三、如何做到“五項全能”?

萬變不離其宗,無論是三合一還是多合一,內卷的落腳點始終是整車的動力性、續航里程、安全可靠。動力、能效、安全、噪音和電磁指數,在這五大衡量電驅系統產品力和競爭力的關鍵指標中,不斷涌現出的黑科技正推動著電驅技術的進步與發展。

從目前的市場信息我們可以了解到,中汽研提出五星電驅評價方案,經上述五大一級指標,八個二級指標的評測,評選出5A性能等級的電驅系統,是業內全層級多維度、技術要求全面的電驅動系統評測認證。星驅科技作為生產商獲得了首個5A級認證,這也充分證明其在電驅領域的卓越實力。

電驅動總成效率代表著電能轉化為機械能,或機械能轉化為電能存儲的能力。效率越高,電能損失越低,車輛續航里程越長。行業數據顯示,電驅系統綜合效率每提升1%,續航里程可提升2%左右。也就是說,在同等續航情況下,電驅效率越高的整車,在電池容量方面擁有更多優化空間和成本控制的優勢。

目前,市場上以IGBT功率模塊為基礎的400V電驅系統一般CLTC效率在87%~89%,與之對比,星驅科技12合1電驅系統通過新技術和新工藝,CLTC效率突破90%,在行業內可稱得上效率“黑馬”。

星驅科技是怎么做到90.04%的CLTC效率呢?20年的動力傳動系統和電子元件的研發和制造經驗,使之對電機、齒輪箱的脾性了如指掌。在保證傳動系統可靠性的同時,星驅加強齒輪箱的高強度,使降低潤滑油使用成為可能,從而降低拖曳力矩,提升效率。在行業主流的扁線油冷電機方向上,星驅自主創新深度油冷技術,挖掘熱管理效率提升的潛力。它通過引入電子智能油泵實現全主動潤滑冷卻,可根據功率需求和溫度場測試結果實時智能調整冷卻油量,從而提高散熱效率并實現更高可靠性和更低的電功耗。

在關系到駕駛安全的EMC性能和功能安全方面,星驅科技12合1電驅系統可做到class 3以上的EMC高等級,以及對標歐洲高端品牌主機廠的ASIL C功能安全。

電磁干擾(EMC)是多合一開發過程中無法回避的難題。尤其多控制器共用同一塊主控芯片下,信號發射、傳導和接收的頻率也隨之增加,造成更嚴峻的EMC干擾。而且考慮到成本因素,不可能無限制地增加磁環和濾波器。

為此,星驅科技經過反復調試,設計出多級的濾波結構,并在軟件層面與芯片原廠進行深度合作,有效避免互相干擾的情況。這一方案在車輛上得到了驗證,不僅通過了公告,還經過了實車驗證,效果符合預期。

在整車舒適度方面,星驅科技12合1電驅系統總聲壓級達到78dB,當前行業內普遍采用吸音材料包裹電驅的方式來降低噪音,但該產品通過優化電磁方案的方式,在同等條件下實現了與包裹吸音材料的行業競品相媲美的噪音水平。其微米級齒輪精度與高嚙合度的設計,帶來了極致的靜音效果。

中汽研提到,五星電驅認證的目的在于推廣“5A”電驅產品,提升消費者對電驅產品的關注度,助力電驅技術產品力和品牌力向上。得益于中國新能源汽車市場的極致內卷,中國電驅技術已然破繭成蝶。但不容忽視的是,在面對跨國零部件巨頭的競爭以及在進軍海外市場時,自主電驅企業的產品力和品牌力建設之路仍然任重而道遠。如今,行業機構與電驅Tier 1形成合力,一方探明市場需求、競爭態勢,提供專業的技術指導,另一方依托自身的技術優勢和制造經驗,為市場提供更為優質、高效的電驅產品。