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「专题」采埃孚叶国弘博士:电驱动产品系统的可靠性是关键

未来移动出行,电动化已成趋势。作为电动车上的核心部件,电驱动系统正朝着集成化、平台化、标准化方向发展。尤其近年来,随着电动车生产商对成本和续驶里程要求的提高,兼具性能和价格优势的集成化电驱动系统正被市场所关注。

纵观当前的电驱动供应商阵营,其中有一类是传统的变速器供应商,他们大都对汽车有着几十年甚至上百年的研究和认知,在传统内燃机时代有着不可替代的“江湖地位”。那么在这场电动化变革中,他们如何看待行业发展,将以怎样的姿态参与行业竞争,又将面临哪些挑战?近期,本刊记者采访了采埃孚电驱动事业部亚太区副总裁叶国弘博士,了解采埃孚在电驱动领域的发展及布局。

采埃孚电驱动事业部亚太区副总裁 叶国弘博士

布局集成化电驱动

从技术层面来看, 目前电驱动系统集成主要有两大类,一类是“二合一”,即电机与减速器集成;另一类是“三合一”,即电机、逆变器与减速器集成。行业已达成普遍共识,“三合一”具有节省成本、减轻重量、优化空间等明显优势,是未来的主流技术。例如,“三合一”省去了电机与电控之间的高压线束连接,还可共用一套冷却系统,大大节约了成本和空间。正是看到“三合一”电驱动系统的集成化趋势,采埃孚的电驱动产品也是以“三合一”为主。

谈到采埃孚在电驱动领域的发展,叶国弘博士表示,采埃孚对于电驱动产品的布局较早,在电机、减速器、电控方面都早有技术储备。2016年采埃孚成立全球电驱动事业部,总部位于德国巴伐利亚州的施韦因富特,近期又在塞尔维亚和中国新设立两大电驱动生产基地。除了面向纯电动车外,采埃孚电驱动事业部的产品线还涉及混合动力。

为满足市场对电驱动日益增长的需求,采埃孚近年来正加大电驱动事业部的投入,并扩大生产基地的产能。目前欧洲基地主要生产电机、适用于混动和电驱动系统的启发电机、增程器、逆变器及微型开关,位于中国杭州的基地目前仍在兴建之中,预计2020年投产。

采埃孚电驱动事业部产品线涉及纯电动及混合动力

重点关注系统可靠性

对于“三合一”电驱动系统来说,如何进一步实现小型化和集成化,是未来的技术方向。对此,叶国弘博士表示,企业在寻求技术突破时,需要统筹考虑并平衡电驱动系统中三大零部件的技术与成本,最终实现系统优化。例如,有供应商为降低系统成本,尽可能缩小电机尺寸,使电机转速超过10000r/min,甚至达到20000r/min。但提高电机转速后,系统对减速器的要求也会相应提高,不仅增加减速器成本,还会带来冷却、噪音等机械问题。“单一部件的性能提高没有意义,关键要从整体上对系统进行优化,并确保系统的可靠性。” 叶国弘博士说道。

采访期间,笔者有幸参观了采埃孚的电驱动实验室,其在系统可靠性以及前期验证方面投入巨大,包括系统性能测试、NVH,以及逆变器功能测试等。叶国弘博士表示,“采埃孚的开发原则是,通过大量的前期验证与试验,最大程度减少后期实车路试需求。在开发的最早期寻找并发现问题,可以有效提高开发效率,降低成本。” 令记者印象深刻的是,为了满足定制化测试需求,采埃孚甚至还自己研制生产了测试台架,应用于采埃孚位于松江的电驱动实验室中。

对于电动车普遍关注的NVH性能,采埃孚也非常重视。据介绍,采埃孚的NVH测试覆盖电驱动整个生命周期的声学表现,叶国弘博士强调道:“就NVH而言,系统验证至关重要,需要从系统层面考虑是否与整车匹配。虽然我们的NVH测试只是零部件层面,但确保每个零部件的NVH性能是决定整车NVH性能优劣的根本。”

正是采埃孚对于产品性能和可靠性的执着追求,使其获得了奔驰EQC平台电驱动系统供货合同。这款刚刚在德国量产的SUV电动车,采用了采埃孚集成化“三合一”电驱动系统,集成了电机、一挡减速器、功率电子模块以及全套的控制软件。此外,不久前采埃孚推出了全新的2挡减速器,这款采用紧凑型模块化设计的产品,能显著降低能耗,提高续航里程多达5%。

持续投入 直面竞争

电动化转型变革期,对于采埃孚这样的传统供应商来说,其优势在于:在上百年的汽车技术研发中,累积了大量机械、底盘、运动控制等方面的经验,且具备系统集成能力,这些技术优势可以转化到电动化开发中;其次,针对不同类型车辆,如传统内燃机、混合动力、纯电动车,可以提供全方位产品和技术;此外,在传统供应链中,采埃孚与各大主机厂均有合作,良好的客户关系和资源有助于其进一步拓展业务。

采埃孚集成式电驱动桥系统

但电动化时代也带来商业模式以及竞争格局的改变。相较于传统的内燃机系统,电驱动领域的技术门槛降低了不少,新进入者也特别多,市场份额必然被稀释,也会引发各类无序竞争。尤其,当下的中国汽车市场,正经历高速增长后的下滑,越来越多的企业瞄准了逆势增长的新能源汽车市场,竞争也将更加惨烈。对供应商来说,如何提高市场响应能力,推进产品和技术的快速落地,变得越发重要。

正如叶国弘博士所言,采埃孚目前的挑战并不在技术层面,而是来自于商业层面。重点是,如何在前期不盈利的情况下控制生产成本,以及在量产之后如何赢得更多的客户。显然,这不仅仅是一家企业面临的挑战,而是整个行业的普遍现状。只有置身其中,才能参与变革,更多的可能性有待市场考证。叶国弘博士说道:“未来,采埃孚仍会加大在中国的研发投入,还有漫漫长路需要我们探索。”

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