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超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑及關(guān)鍵技術(shù)分析

蓋世汽車 蓋世直播君

2022年前10月,國內(nèi)乘用車市場三合一電驅(qū)動系統(tǒng)配套份額接近63%,其中,TOP15供應(yīng)商占比83%,得益于其搭載車型的暢銷,華為的三合一/多合一電驅(qū)系統(tǒng)搭載量進(jìn)入前15位。

2022年12月7-8日,由蓋世汽車主辦的2022第三屆汽車電驅(qū)動及關(guān)鍵技術(shù)大會上,華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司智能電動領(lǐng)域副總裁彭鵬介紹,華為推出的超融合電驅(qū)動系統(tǒng)DriveONE集成了MCU、電機(jī)、減速器、DCDC(直流變換器)、OBC(車載充電機(jī))、PDU(電源分配單元)、BCU(電池控制單元)七大部件,在輕量化、安全性、高功率等領(lǐng)域具備突出優(yōu)勢。

超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑及關(guān)鍵技術(shù)分析

彭鵬 | 華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司智能電動領(lǐng)域副總裁

我?guī)淼难葜v主題是《融合極簡,云智歸一——超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)》,主要從產(chǎn)業(yè)的發(fā)展角度來談一下超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢、必要條件和充分條件,在這條路上會經(jīng)歷的問題,以及關(guān)鍵技術(shù)探索。

電動化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程

從OEM車型開發(fā)的角度看,電動化發(fā)展的進(jìn)程可以分為三個階段,第一個階段是在2018年前,OEM廠商遵循傳統(tǒng)的開發(fā)和銷售模式——“所售即所得”,以車為中心,關(guān)注電動化的實(shí)現(xiàn);第二個階段在2018年后,以新勢力為代表的新型車企業(yè)開始關(guān)注以人為中心的電動車的開發(fā),像“用戶體驗(yàn)”這樣的詞開始流行,大家開始關(guān)注充電體驗(yàn)、動力性體驗(yàn)、防暈體驗(yàn),也基于汽車開發(fā)出各種使用場景,比如露營模式……未來還包括智能座艙、智能駕駛等方面的一系列新體驗(yàn),所以在這個階段,車企開始提供更加個性化、差異化的服務(wù)。

第三個階段,我們認(rèn)為,是從明年開始,也就是2023年-2030年,汽車變成以人為中心的智能移動空間,這一業(yè)態(tài)會催生更多的跨界融合:移動咖啡屋、書吧、郵局……。智能網(wǎng)聯(lián)對于平臺、架構(gòu)和開發(fā)模式都提出了新的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)電子電氣架構(gòu)下的總線式控制已不能滿足未來動力與智能化的需求。我們知道,總線式控制下會有很多小的控制單元ECU,這些ECU的能力都是非常有限的,在后續(xù)演進(jìn)升級過程中也存在各種問題。

因此,為了解決這些問題,汽車的電子電氣架構(gòu)首先會向中央集成式演進(jìn),在演進(jìn)過程中又可以分為過渡態(tài),比如域控制態(tài),這會提升智能化的性能和OTA能力??偠灾?,目前的發(fā)展態(tài)勢是從功能車向智能車轉(zhuǎn)變,包括基于服務(wù)的SOA架構(gòu)、軟件定義汽車、OTA的大范圍使用、常用常新等等,這就要求企業(yè)必須適應(yīng)架構(gòu)融合和控制歸一,這也就是為什么超融合一定是未來的方向,只有實(shí)現(xiàn)了多合一,OTA的升級才會更迅速,比如動力域,可以在線標(biāo)定,保持性能持續(xù)處在最佳狀態(tài),實(shí)現(xiàn)實(shí)時的電池安全、健康監(jiān)測。

動力域超融合趨勢分階段發(fā)展

整車輕量化、開發(fā)模塊化和特性智能化是未來的技術(shù)發(fā)展方向?,F(xiàn)在,電動汽車迭代的時間已經(jīng)從40-50個月減少到20余月,進(jìn)一步會縮減至十余月,要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),必須有模塊化的開發(fā)流程。另外智能化、安全可靠等等,這些都是對高集成的要求。

我們認(rèn)為,動力域集成可以分為三個階段,首先是目前的三合一集成階段:將MCU、電機(jī)、減速器集成在一起;接著是華為處于領(lǐng)先隊(duì)列的六/七/八合一融合階段,是將傳統(tǒng)大小三電的融合,即三合一電驅(qū)系統(tǒng)與三合一OBC融合;未來還會走向N合一超融合,按照汽車部位進(jìn)行區(qū)分,上部是驅(qū)動、熱、鋰超融合,做集成電控電芯,另一種是滑板底盤的路線。

超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑及關(guān)鍵技術(shù)分析

圖片來源:華為數(shù)字能源

實(shí)際上,第二階段已實(shí)現(xiàn)整車輕量化、模塊化和智能化,主要是通過硬件融合、電氣融合、芯片融合去實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)前,市面上很多的多合一系統(tǒng)只是簡單的硬件疊加,我們也在向殼體融合方向發(fā)展,包括電氣融合、單板融合、軟件控制和芯片融合,給車企帶來的價(jià)值就是:節(jié)省開發(fā)成本、整機(jī)輕量化、提升續(xù)航里程、整機(jī)模塊化、更便于布置。

2020年,華為在北京車展發(fā)布了超融合七合一電驅(qū)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù),能夠帶來融合極簡、安全可靠、卓越體驗(yàn)、AI云智,“融合極簡”意思是實(shí)現(xiàn)了開發(fā)、適配、布置上的極簡化,“安全可靠”主要是指實(shí)現(xiàn)電池安全,“卓越體驗(yàn)”包括快充、續(xù)航、駕乘等體驗(yàn),“AI云智”包括OTA智能等。

超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑及關(guān)鍵技術(shù)分析

圖片來源:華為數(shù)字能源

DriveONE超融合電驅(qū)系統(tǒng)

接下來介紹DriveONE超融合電驅(qū)系統(tǒng),華為推出的超融合電驅(qū)動系統(tǒng)DriveONE集成了MCU、電機(jī)、減速器、DCDC(直流變換器)、OBC(車載充電機(jī))、PDU(電源分配單元)、BCU(電池控制單元)七大部件。

為什么說超融合能給主機(jī)廠節(jié)省大量的開發(fā)成本,試想傳統(tǒng)的獨(dú)立式ECU開發(fā)模式,要由很多團(tuán)隊(duì)去定義不同的部件,從供應(yīng)商管理、集成、驗(yàn)證這些步驟都需要大量的時間和人力成本。相比傳統(tǒng),3+3的集成模式相當(dāng)于將兩個團(tuán)隊(duì)融合成一個,不僅可以節(jié)省成本,也可以縮短整個開發(fā)的上市周期。

要實(shí)現(xiàn)超融合,有以下幾個關(guān)鍵技術(shù)要提前實(shí)現(xiàn),包括高轉(zhuǎn)速、集成散熱、智能油冷技術(shù),比如高轉(zhuǎn)速需要高強(qiáng)度轉(zhuǎn)子、高速電磁方案、高速齒軸、高速軸承等部件的集成。

DriveONE超融合電驅(qū)系統(tǒng)在突破以上技術(shù)之后,能夠提供的第一個價(jià)值是:相比于3+3電驅(qū)系統(tǒng),體積減少20%,重量減少15%,有利于車輛的布設(shè)和擴(kuò)大車內(nèi)空間。

在功率方面,DriveONE超融合電驅(qū)系統(tǒng)覆蓋了120kW-150kW,可以適應(yīng)不同車型的需求。在產(chǎn)線方面,超融合有助于縮短裝配時間,提升下線的節(jié)拍率,就不完全統(tǒng)計(jì),至少可以提升20%的節(jié)排率。

性能方面,DriveONE超融合電驅(qū)系統(tǒng)可以在智能油冷的加持下,實(shí)現(xiàn)更高的動力性能,包括持續(xù)高車速和多循環(huán)零-百公里加速,在NVH駕乘體驗(yàn)上也表現(xiàn)優(yōu)異。

超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑及關(guān)鍵技術(shù)分析

圖片來源:華為數(shù)字能源

以上是DriveONE超融合電驅(qū)系統(tǒng)所能帶來的卓越體驗(yàn),接下來談?wù)勥@一系統(tǒng)的可靠性,華為致力于高可靠性設(shè)計(jì)及驗(yàn)證、高自動化產(chǎn)線保障,從而滿足產(chǎn)品在安全上的要求。

在設(shè)計(jì)方面,華為以滿足15年30萬公里的要求為目標(biāo),對部件進(jìn)行全生命周期工況定義,我們也引入了AI管理技術(shù),對電機(jī)的核心器件進(jìn)行性能方面的三階段可靠性設(shè)計(jì)與優(yōu)化,這些產(chǎn)品會經(jīng)歷嚴(yán)苛的測試與驗(yàn)證環(huán)節(jié),我們也打造了高自動化產(chǎn)線作為這些產(chǎn)品的良率保障。

融合架構(gòu)下,DriveONE超融合電驅(qū)系統(tǒng)也加入了創(chuàng)新的功能安全設(shè)計(jì),高集成度不僅帶來了從部件到系統(tǒng)的高安全性,還可以實(shí)現(xiàn)從單機(jī)模擬到整車運(yùn)行的場景模擬,將行車場景中的電機(jī)角度感異常、DCDC供電異常、充電場景中的OBC失效過充等進(jìn)行模擬,從而保障全場景全系統(tǒng)的高功能安全的實(shí)現(xiàn),達(dá)到ASIL D的水平。

超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑及關(guān)鍵技術(shù)分析

圖片來源:華為數(shù)字能源

再看網(wǎng)絡(luò)安全,網(wǎng)絡(luò)安全是華為比較擅長的,我們做了30年的世界一流的ICT供應(yīng)商,可以將此前的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到車端,為智能車的動力域系統(tǒng)提供三橫五縱的多層防護(hù)。

總而言之,要實(shí)現(xiàn)智能化,行業(yè)必然走向域控制架構(gòu),而超融合就是域控趨勢下的必經(jīng)之路,要實(shí)現(xiàn)超融合,不僅要實(shí)現(xiàn)硬件融合,還要實(shí)現(xiàn)軟件融合和芯片融合,華為正在向這一階段邁進(jìn),我們也將軟件架構(gòu)注入到電驅(qū)動的開發(fā)中,實(shí)現(xiàn)CP+AP的開發(fā)結(jié)構(gòu)分層解耦,為后期OTA之下動力域的持續(xù)迭代打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(以上內(nèi)容來自華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司智能電動領(lǐng)域副總裁彭鵬于2022年12月7-8日由蓋世汽車主辦的2022第三屆汽車電驅(qū)動及關(guān)鍵技術(shù)大會上發(fā)表的《融合極簡,云智歸一——超融合電驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)》主題演講。)

來源:蓋世汽車

作者:蓋世直播君

本文地址:http://www.medic-health.cn/news/qiye/191535

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