联合电子程捷:电驱动系统开发的全局优化

联合电子程捷:电驱动系统开发的全局优化
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感谢主办方的邀请 , 也非常高兴能来到这个会场和各位同行一起交流一下我们公司在开发电驱动系统的一些心得体会 。 现在整个新能源市场电驱动行业发展很快 , 我们在不断地追求整个系统怎么做到最优 。
联合电子程捷:电驱动系统开发的全局优化】先说一下今天为什么要讨论这个话题 , 为什么要做电驱动系统的全局优化 。 新能源汽车发展有超过10年的历史 , 早几年还没有这么多电动车的时候 , 大家可以看到我们电驱动还是独立的部件 , 不是三合一 。 那个时候我们是解决有没有的问题 , 好比我司2017年推出三合一的时候 , 可以说我们是市场上第一家推出这个产品 , 到了2018、2019年 , 有100、200多家供应商都宣称他们可以做这个产品 。 现在就并不是解决有没有的问题 , 而是怎么做到人无我有之后的人有我优 , 怎么把这个产品做好 。 我们在这个市场要做一个深耕 , 希望能够推动电驱动系统进入一个更加优化的时代 。
今天我举三个例子 , 希望和大家分享一下我们公司在这个方面的经验 。 第一 , “心强体健” , 关于我们的模块 。 功率模块怎么影响到电驱动系统 , 怎么用模块去优化电驱动系统的表现 。 第二 , “脚痛医头” , 关于怎么通过系统来解决零部件问题 , 就是讨论一下谐波注入 , 通过逆变器解决电机噪音问题 。 第三 , “骨肉相连” , 我们现在讨论软件定义汽车很火 , 大家可能会认为有了软件是不是就可以把硬件做得非常标准化 , 我们从同时拥有软件和硬件开发能力的一家公司的角度 , 来和大家分享一下关于软硬件是怎么做好融合的 。
第一 , 我们看一个宏观的视角 , 电驱动系统从整车到电驱动级别或者逆变器级别到功率模块到芯片 。 从整车级别的需求 , 无非是续驶里程、加速性、寿命、空间 , 这些都是从整车级别的需求 。 我们可以把它分解到电驱动级别、功率模块级别、芯片级别 , 如何满足整车的要求 。 同时我们可以看到满足这些要求的时候我们的挑战主要也在这些地方 , 这两天有很多话题 , 关于800V、碳化硅 , 达到的目的就是为了做到功率很高、续驶里程长、电驱动系统尽可能小 , 同时不可逃避的就是成本尽可能低、可靠性尽可能好 , 相应地也会传导到每一个级别 , 对应的会有一些详细的技术指标 。 现在整车级别的挑战已经足够大了 , 市场上的车子已经从过去的几千辆、几万辆到今年做到200万辆新能源的盘子 , 整车厂的需求提出了非常多的挑战 , 我们不能再像过去那样通过一个逆变器尺寸的减小满足需求 , 需要做逆变器+模块+芯片合在一起的系统上的优化 , 才能满足这样的整车级别的挑战 。
举两个例子 , 第一 , 电驱动系统的功率密度 , 我们可以看到慢慢变成了二合一、三合一 , 我们公司的产品100千瓦大概是45升 。 我们可以展望再过十年 , 一旦把电压升到800V , 加上碳化硅、油冷这些措施以后 , 它会减到35升以下 。 我们用了20多年的时间要把整个功率密度提高5倍 , 这就是我们的挑战 。 相对应的我们看一下现在的问题在什么地方 , 过去我们的模块可以做得很大 , 相应地逆变器尺寸也很大 , 过去不是问题 , 但是随着体积从150升减到35升以后 , 留给逆变器的空间就不够了 , 模块不可能像过去那么大 , 2000年的时候连功率模块都不需要 , 可能都是分立的IGBT , 这就是尺寸的问题 , 对功率模块来说它的尺寸需要非常紧凑的设计来满足未来功率密度的要求 。 另外一个问题是关于系统的方案 , 我们怎么配电机和电控 , 非常笼统地讲是大电机配小电控 , 小电控指的不是尺寸的小 , 而是电流容量小 , 或者是反过来小电机配大电控 。 我们公司产品路线走的是下面这条 , 想法是电机的原材料毕竟都是铜铁铝等金属 , 我们尽可能把机械尺寸控制住 , 通过电控的平台化 , 用一个适当的覆盖较宽广的功率范围的模块使得电控有一定程度的过剩 。 大家知道电子料的成本遵循摩尔定律快速下降 , 但是电机这块还有上涨 , 这么一个配合的关系希望在未来竞争当中把成本控制住 。 这边可以看到尺寸和布局的平衡 , 我们希望功率模块做得尽可能小 , 但是我们希望它有一定的配套关系 , 能够满足不同功率等级的要求 。 功率密度不断提高的情况下需要针对这种需求考虑一个功率模块的小型化和平台化的问题 。