2022年11月21日,采埃孚在其总部所在地德国腓德烈斯哈芬举办线上发布会,会上采埃孚发布了新一代电驱动产品。该产品持续功率将提高到峰值功率的85%。
新能源市场的发展将使得电驱动技术差异性快速增大
根据EV Volumes数据显示,2021年全球新能源汽车(BEV+PHEV)销量达到675万辆,同比增长超过100%。其中BEV车型占比最大,达到71%,PHEV车型占比29%。作为对比2021年全球汽车销量同比增长仅4.7%。
得益于各国政府的持续推动以及消费市场对电动车型接受度的持续提升,采埃孚预计新能源汽车市场尤其是电动汽车将持续热销。预计在2025年全球将销量9500万辆新车,电动车占比将达到47%。届时,电动汽车将实现不同车型级别、不同价位的全覆盖。
此外,由于四驱车型的应用,电驱动在搭载数量上将超过新车数量。采埃孚预计,在2030年电驱动数量与新车销量比值将达到1.3左右,即4700万辆电动新车中,将搭载6100万台电驱动产品。
在此影响下,电驱动技术的差异性也随之快速增大。电驱动企业需开发不同的产品分别满足低成本、高效率和高性能的需求。此外,还需兼容400V、800V整车电压平台。
在800V方面采埃孚认为,2025年上市新车中将大规模应用800V电压平台,预计在2028-2029年800V平台车型销量将超过400V,成为市场主流电压平台。800V平台中,采用碳化硅技术可提升约7%的驱动效率,因此受800V平台增长,预计2030年碳化硅占比将达到66%。
模块化方案满足不同产品需求
采埃孚集团电驱动系统产品线经理马库斯·施瓦伯(Markus Schwabe)表示:”采埃孚专注于效率、性能和成本这三个基本的、系统性的要求,通过模块化的开发方式,采埃孚可快速响应客户80%的需求,仅需要定制开发剩余20%即可满足个性化的产品诉求”。
模块化的难点在于部件的选型需能兼容后续产品升级后对其形状、体积以及重量的要求,在初期方案选定时就必须明确后续升级方向,并留有扩展余量。为此采埃孚将整个系统划分为四个部分,分别是电机、电控、减速器和软件控制。硬件层面从部件的不同平台拓展应用到部件的复用,最终实现部件的统一。
具体方案中,在功率模块方面,采埃孚选择了具有高扩展性的TPAK封装模块。可针对不同功率段产品进行灵活实现,兼容400V和800V以及硅基IGBT和碳化硅。
在减速器方面,采埃孚推出了集成式差速器产品,通过双行星排的结构同时实现减速和差速功能。相比平行轴式减速器,该产品可实现25%的体积节省、10%的重量减轻、降低20%的传动损失,同时NVH性能也实现了提升。
目前采埃孚已经量产了200万台驱动电机,800V电驱动系统也已于今年在杭州工厂实现量产。在手订单已经超过了250亿欧元。
连续波绕、槽内冷却技术将支持85%的持续功率输出
新一代电驱动系统将全面体现采埃孚模块化的技术实力,预计将在2025投放市场。在此之前,采埃孚将提前实现各部件的生产。采埃孚透露,新一代电驱动系统的持续功率将提高到峰值功率的85%。
除上述提到的TPAK功率模块和集成式差速器外,新一代电驱动系统持续功率提升的关键还在于全新电机技术的应用-连续波绕技术和直接槽间油冷冷却技术。
采埃孚连续波绕技术可减少线材长度约10%,同时电机端部尺寸降低约50%,实现小型化的目的,方便模块化设计。并且该产品仅需24个焊点,实现生产效率的提升。
直接槽间油冷冷却技术则可以让冷却油直接流经定子槽,直接接触绕组发热量最大的部位。相比当前在定子铁芯内设置油道的方式,冷却能力大幅提升。这也是持续功率达到峰值功率85%的关键。
除电驱动产品外,采埃孚本次还推出了高压转换器(DCDC)产品,该产品的最高转换效率可达99.6%。