电驱动与动力域研究：高效集成大势所“驱”，动力融合“域”强则强

电驱动系统的发展已经历了独立模块、电机与变速箱集成、电控与电机及变速箱部分集成、三合一及多合一集成等多个阶段，在“软件定义汽车”趋势引领下，电子电气架构越来越走向域控制、中央控制，电驱动系统从传统的机械层面“三合一集成”，向功率电子层面“多合一集成”+动力域层面“软件集成”演进，通过深度的FOTA，不断提升整车动力系统性能。

主机厂：加速量产高效、智能电驱动系统方案

主机厂选择电驱动方案时会考虑五大因素——功率密度、集成化程度、高效率、安全性和智能化。不管是自研还是选择其他零部件厂商的产品，这几点都是重中之重。下一阶段，多合一集成电驱、800V电压平台、SiC/GaN 功率器件的研发与应用、动力域等新技术将推动电驱动系统行业快速发展。

比亚迪“八合一”电动力总成：2021年，比亚迪在e3.0平台上推出八合一电动力总成，将电机、变速器、电机控制器、PDU、DC-DC、OBC、VCU、BMS高度集成，系统占用空间得到进一步压缩，重量变得更轻。其整体性能较上一代功率密度提升20%，整机重量和体积分别降低15%、20%，系统综合效率达到89%。

比亚迪基于整车定位，400V中压、800V高压同平台打造，独立升压装置+复用驱动系统功率器件组成升压充电拓扑，实现模块化式的升压架构。高压平台采用1200V/840A的SiC功率模块，SiC相对IGBT控制器体积缩小60%，开关损耗降低70%，电控系统最高效率可达99.7%。

比亚迪e3.0平台电驱动系统电路及芯片集成

来源：网络

蔚来第二代电驱动系统：确立了前永磁同步电机后感应异步电机的路线，并做到了永磁同步电机最大功率达到180KW，感应异步电机最大功率可达300KW的水平，蔚来第二代电驱动系统的前永磁同步电机选用了安森美最新的VE-Trac™Direct SiC功率模块。

蔚来汽车的电驱动系统由旗下的XPT蔚来驱动科技公司提供，XPT已在南京、上海、合肥形成一线多点的制造布局。

蔚来第二代电驱动系统

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零部件厂商：布局电驱动系统新品，加快技术迭代

“三合一”集成电驱动系统已经发展成熟，下一步将实现功率电子层面的“多合一”，将OBC车载充电器+高电压DC/DC转换器+逆变器+PDU配电单元进行深度整合，Tier1供应商纷纷推出了全新的电驱动系统产品。

部分Tier1供应商电驱动系统产品对比

来源：《2022年电驱动和动力域行业研究报告》

上海电驱动GaN“三合一”电驱动总成：2021年11月，上海电驱动的GaN三合一电驱动总成在安世半导体的展台展出，因其超高的效率，备受青睐。在相同的工况下，对比传统的硅基IGBT电机控制器，其效率提升非常明显。基于氮化镓的电机控制器最高效率可到99.34%，效率大于90%的面积占比为93.58%；基于硅基IGBT的电机控制器最高效率可到98.3%，效率大于90%的面积占比为83.94%。

华为“多合一”电驱动系统DriveONE：集成了BCU（电池控制单元）、PDU（动力驱动单元）、DC/DC（驱动电源）、MCU（微控制单元）、OBC（车载充电器）、电动机、减速器七大部件，实现了机械部件与功率部件的深度融合。同时华为利用其软件方面的优势，将智能化带入到电驱动系统中，实现端云协同与控制归一。这一多合一电驱动系统实现了体积减小20%，重量减轻15%的目标，降低了开发成本，实现了整车前后驱适配。

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纬湃科技第四代电驱动系统EMR4：纬湃科技前身为大陆集团动力总成部门，2021年7月，纬湃科技推出了第四代产品EMR4，新产品集高功率密度、紧凑型体型和轻量化多项优势于一体，功率范围覆盖80kW至230kW。与EMR3相比，EMR4效能提升5%，成本却下降了30%，重量减少25%，可搭载400V及800V两个高压平台。

电驱动系统的技术发展趋势

“三合一”电驱继续向“多合一”集成电驱演进

传统“三合一”电驱动技术升级，将向着“3+3+X平台”演进，即是将三合一的电驱动系统（电机、变速器、电机控制器）与三合一高压充配电系统（DC/DC、OBC、PDU）集成为“六合一”产品，或再进一步与BCU（电池控制单元）、VCU（整车控制器）等集成，形成“七合一”或“八合一”产品，实现机械部件和功率部件的深度融合。
同时，电驱动与整车热管理系统进一步联动融合，形成高效能、一体化电驱动热管理系统，通过电机、电控、减速器、DC/DC、电源等冷却系统集成，统一热管理，实现热源集成，减少热交换与热损失，增加热泵吸热效率，以提升电动汽车续航里程。

高效能、一体化电驱动热管理系统

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但同时，多合一系统面临的技术问题（如热管理、电磁干扰、故障率）仍然存在，同时成本偏高，目前只有数家厂商（如华为、比亚迪等）实现了量产搭载，多合一仍是未来各大主机厂和Tier1重点研发的方向。

扁线电机渗透率大幅提升

扁线电机具备功率密度高、成本低、温度性能好等优势，国外车企较早应用了扁线电机技术，2021年，国内扁线电机应用大放异彩，比亚迪DMI车型和e++平台全系、特斯拉Model 3/Model Y、大众MEB、蔚来ET7、智己L7、极氪001、长城欧拉黑猫等众多重磅车型均选择搭载扁线电机，总体市场渗透率已超过20%。

扁线电机对工艺、制造技术及设备自动化程度要求很高，国内供应商方正电机、弗迪动力、蜂巢电驱、华域电动等已实现扁线电机量产。

以比亚迪为例，相比上一代圆线，比亚迪e3.0采用发卡扁线永磁同步电机，提升槽满率降低铜损，且能够平台化覆盖70-270KW。采用超薄硅钢片抑制铁损，电机功率提升40%，最高效率97.5%。减速机械机构方面，应用低摩擦轴承及导油式结构，提升润滑效果且降低搅油损失，齿轮精细设计降低齿轮滑移损耗，同时首次应用低粘度油品，传动最高效率97.6%。

比亚迪e3.0发卡扁线永磁同步电机

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800V SiC高压平台量产加速

国内车企纷纷跟进800V高压平台架构，在2022年陆续实现量产交付。小鹏汽车采用来自汇川技术的800V SiC高压产品，小鹏G9将搭载XPower 3.0动力系统，提供两驱单电机与四驱双电机两种选择，其中单电机最大功率230kW（312马力），双电机最大功率分别为175kW（238马力）/230kW（312马力），电驱系统最高效率可达95%以上。

多档减速器技术

电机高速化趋势明显，带动减速器向两档减速方向发展。目前，特斯拉 Model 3电机转速已达到17900rpm，国内车企基本也都达到了16000rpm，下一步规划便是18000-20000rpm。然而高转速需要多档减速器技术进行配套。

两档减速器从最初的混动系统中的应用走向了纯电系统的应用。相较于单档减速器，两档减速器一方面使驱动电机在更高效的区域运行，从而提升驱动系统效率。另一方面，采用两档减速器后，传动比可以做到更高，汽车动力性随之增加、减少百公里加速时间。

此外，采用两个档位后，驱动电机可以更加小型化、低速化，从而降低电机及电控的成本。目前，采埃孚、GKN、麦格纳等企业均已推出两档减速器产品。

采埃孚两档减速器

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动力域控，进一步向中央域控、中央计算+区域架构演进

当前三合一集成电驱动已成为行业主流做法，随着“软件定义汽车”的进化，电子电气架构越来越走向域控制、中央控制。目前多家OEM和零部件厂商已实现三域架构，分别为车辆控制域、智能驾驶域和智能座舱域，“车辆控制域（Vehicle Domain Controller，VDC）”整合进底盘域、动力域、车身域三大功能域。

独立的动力域控制器：动力域可以将整车控制、电机控制、BMS、车载充电机控制等组合在一起，以哪吒PDCS动力域控制器为例，将VCU（整车控制系统）和BMS（电池管理系统）的软硬件功能集成、算法集成，在硬件架构上应用英飞凌多核CPU/GPU芯片，提供了更大的代码存储空间和更强更安全的运算能力，具备丰富的输入输出通信端口，可支持多种形态的组合应用和OTA升级能力。软件架构上具备AUTOSAR架构+MBD建模应用，可以有效提高软件可靠性和可移植性。

哪吒汽车PDCS动力域控制器