NE時(shí)代張鑫:新能源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)展及測試要求
本文為勵(lì)展博覽集團(tuán)及NE時(shí)代于4月25日-26日聯(lián)合主辦的 "第三屆AWC2019新能源汽車三電系統(tǒng)開發(fā)與測試技術(shù)大會(huì)" 演講嘉賓的現(xiàn)場實(shí)錄。

演講人:張鑫 NE時(shí)代高級預(yù)測分析師
演講主題:新能源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)展及測試要求
張鑫:各位嘉賓以及遠(yuǎn)道而來的朋友們大家上午好,非常榮幸能夠跟大家分享一些我們之前的一些經(jīng)驗(yàn)。今天我主要分享的題目是《新能源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)研究》,本次報(bào)告主要是分兩部分,一個(gè)部分是技術(shù)趨勢研究,另外一個(gè)是市場趨勢研究。
因?yàn)榻裉旌妥蛱靵砹撕芏嘈袠I(yè)內(nèi)的專業(yè)的嘉賓,技術(shù)趨勢我們只講一些關(guān)于時(shí)間節(jié)點(diǎn)的一些情況,重點(diǎn)在市場趨勢。
首先來看,整車和用戶對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出了一些要求,我大致把這些要求分為7大類,分別是動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性,便利性,通用性,可靠性,舒適性,安全性。動(dòng)力性是電動(dòng)車有別于燃油車最大的特征,主要體現(xiàn)的一個(gè)是百公里加速,同時(shí)也是車企宣傳的重點(diǎn);另外是單位公里最高車速,比如快速通過紅綠燈路口。接下來是高速再加速,這個(gè)考慮的是高速情況大扭矩的輸出。第四個(gè)是持續(xù)最高速度,這個(gè)是峰值功率連續(xù)輸出還有最高扭矩的輸出,這個(gè)考慮的工況是連續(xù)爬坡的工況。
第二大類是經(jīng)濟(jì)性,我們主要考量三個(gè)方面,其中之一是低成本。低成本是呈現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)本身的成本,主要是采用稀有金屬的替代方案。第二個(gè)是高效率,第三個(gè)是高功率密度,有助于實(shí)現(xiàn)輕量化小型化。
第三大類是便利性,主要是集成性,把電機(jī)、減速器、電控三個(gè)部件集成大的系統(tǒng),便于整車模塊化采購,模塊化安裝。
第四大類是通用性,主要是體現(xiàn)在平臺型。因?yàn)槟壳暗恼嚧蟛糠质瞧脚_化的整車方案,對于電驅(qū)系統(tǒng)而言也是提出通用性的要求,主要體現(xiàn)在了系統(tǒng)單一系統(tǒng)功率覆蓋比較廣,盡可能覆蓋多個(gè)平臺。
第五個(gè)是可靠性,第一個(gè)是滿足整車所有工況需求,這個(gè)是和燃油車要求一樣,電機(jī)MAP與整車工況匹配;第二個(gè)是極限工況需求,這個(gè)要求是滿足極限穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的工況點(diǎn),抗交變沖突。
第五個(gè)是舒適性,NVH,主要減小諧波震動(dòng)和高頻噪音。
第六個(gè)是安全性,防水防塵。
接下來還有一些比較強(qiáng)制的需求是電耗的需求。這個(gè)是國家今年發(fā)布的電動(dòng)汽車能量消耗限制里面明確規(guī)定新能源車電耗水平。查看過往的新能源來看第一階段目標(biāo)是基本達(dá)標(biāo)的,除了一些之前早期發(fā)布的一些新能源車水平不達(dá)標(biāo),但是那些車型目前已經(jīng)接近停產(chǎn)狀態(tài),第二階段的達(dá)標(biāo)率剛過半數(shù),第一階段是平均值的基礎(chǔ)上放寬5%,第二個(gè)是現(xiàn)有電耗平均值上加延10%。
不滿足第二階段的要求主要是體現(xiàn)在兩個(gè)方面,第一方面是整備質(zhì)量比較大,主要是由于搭載低能量密度電池或者追求長里程。第二個(gè)是搭載交流異步電機(jī)。
最后這個(gè)是通過市場調(diào)研了解到技術(shù)大致的量產(chǎn)時(shí)間,我們先看現(xiàn)在的水平,現(xiàn)在的水平目前電機(jī)系統(tǒng)還是以分離部件為主,電機(jī)部件是圓線電機(jī),水冷技術(shù)。
2020年我們第一代的新能源產(chǎn)品的量產(chǎn)會(huì)搭載新的電驅(qū)技術(shù),包括分段式扁線定子繞組,目前看了各廠家的方案是分段式的扁線電組,今天也榮幸的請到曹總給大家講一下具體的情況。
接下來是油冷技術(shù)方案,第三個(gè)是高效硅鋼鐵芯。電控模塊是向混合碳化硅過渡,目前情況下IGBT是硅為主,冷卻技術(shù)還是單面水冷為主。減速器這一塊,因?yàn)橄到y(tǒng)的整個(gè)轉(zhuǎn)速有升高的趨勢,目前是1萬2到1萬4的范圍,到2021年大概是第一代產(chǎn)品下來的時(shí)候是1萬6千轉(zhuǎn)。目前系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)沒有很好的集成方案。
這個(gè)到2025年,扁線電子繞組變成連續(xù)的電子繞組,油冷技術(shù)大規(guī)模的使用,但是這個(gè)和之前的油冷技術(shù)不一樣的是因?yàn)?025年技術(shù)有大幅度的提高,這個(gè)油冷是系統(tǒng)的技術(shù),目前我們沒有看到成熟的油冷電動(dòng)方案。
硅鋼也是高效的硅鋼鐵芯大量的應(yīng)用,還是和之前一樣,電控模塊的變化是SiC模塊。電驅(qū)動(dòng)是20000轉(zhuǎn)的電驅(qū)動(dòng)的水平,還有高壓,因?yàn)槲覀冎白鲞^預(yù)測,高壓可能到2023年開始正式的出現(xiàn),但是之前再次了解一下有可能這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)推遲到2025年或者是更晚,2萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速有可能會(huì)一同出現(xiàn)。其次就是減速器,多檔位減速器開始正式大規(guī)模的應(yīng)用,或者是占據(jù)一定的市場份額。系統(tǒng)深度集成,最主要的體現(xiàn)是冷卻集成,我們從目前的分離器件慢慢過渡到系統(tǒng)集成的趨勢。
接下來我們進(jìn)入市場模塊,第一個(gè)觀點(diǎn)是自主零部件企業(yè)開始進(jìn)入關(guān)鍵性的核心的零部件領(lǐng)域,首先是IGBT,大家知道左邊這張圖我列了一下2013年到2017年整個(gè)國內(nèi)IGBT需求的情況,我們可以看到自主企業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足國內(nèi)的IGBT消耗量,2017年國內(nèi)的IGBT自給率只有12.28%。
現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有兩家可以獨(dú)立的生產(chǎn)IGBT模塊,一個(gè)是比亞迪,我們看一下比亞迪車規(guī)級的IGBT發(fā)展情況,比亞迪是2005年開始準(zhǔn)備IGBT的量產(chǎn),2017年研發(fā)成功,也開了發(fā)布會(huì),預(yù)計(jì)今年在車型上搭載,一個(gè)長達(dá)10年的才有目前比亞迪自主的狀態(tài)。除了比亞迪之外另外一個(gè)是中車時(shí)代,是從軌道交通的IGBT技術(shù)開始一步一步走到了新能源汽車領(lǐng)域。
第二個(gè)現(xiàn)象是自主零部件開始進(jìn)入扁線電機(jī)領(lǐng)域,這個(gè)和IGBT不一樣,IGBT是一個(gè)像卡脖子的技術(shù),扁線電機(jī)是下一代電機(jī)技術(shù)方案,國內(nèi)來看,從數(shù)據(jù)來看真正實(shí)現(xiàn)配套生產(chǎn)有數(shù)據(jù)量的主要是兩家,一個(gè)是華域電動(dòng),一個(gè)是天津松正。
因?yàn)槭苷囦N量的影響,2018年華域電動(dòng)出貨量大幅度提升,由2017年1萬多臺到2018年的4萬多臺。
天津松正已經(jīng)可以從60kw到150kw的扁線電機(jī)都覆蓋了,主要的客戶還是客車為主,2017年的配套比例是37%,2018年的配套比例是60%多。
說完兩個(gè)具體的核心的領(lǐng)域,接下來我們看一個(gè)比較宏觀的數(shù)據(jù),這個(gè)是2018年的電控和電機(jī)企業(yè)出貨量的前10名。因?yàn)殡娍仄髽I(yè)統(tǒng)計(jì)時(shí)考慮了HEV,電裝排到第三名。電機(jī)企業(yè)只有一家是合資企業(yè),其他的全部是自主企業(yè)。原因主要是兩個(gè),第一個(gè)是我們真正目前新能源領(lǐng)域較為積極的是國內(nèi)廠商,外資表現(xiàn)不是太好。第二個(gè)是自主廠商首先選擇了自主供應(yīng)商,因?yàn)榍捌诘臅r(shí)候外資零部件在電機(jī)領(lǐng)域投入較少,而且市場推廣也不如自主企業(yè)。但是后面有一個(gè)隱憂,看一個(gè)配套的比例的情況,除了比亞迪幾乎全部內(nèi)部供應(yīng),接下來8家過于依賴單一客戶,有一個(gè)好處就是有一個(gè)良好的關(guān)系,壞處就是如果客戶產(chǎn)生波動(dòng)或者是產(chǎn)品的波動(dòng)對出貨量是有非常大的影響,所以我的觀點(diǎn)是自主企業(yè)目前擁有市場地位,但是未來仍然有較大的挑戰(zhàn),主要原因是過于依賴于單一客戶。
接下來看合資企業(yè),因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在看到合資企業(yè)很多的會(huì)有自己新能源的戰(zhàn)略規(guī)劃,這邊我列了兩個(gè),一個(gè)是大眾MEB平臺,大家知道這個(gè)量非常高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)的自主車型。
特斯拉國產(chǎn),今天我看到消息,應(yīng)該是今年的9月份有可能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),這個(gè)有可能會(huì)推遲,最晚到2019年底到2020年初。我們知道特斯拉的電機(jī)來自于富田電機(jī),一旦特斯拉投產(chǎn)會(huì)促使了富田電機(jī)出貨量拉升,大家知道目前特斯拉訂單量還是比較多的。
第五個(gè)現(xiàn)象則是外資企業(yè)通過三合一系統(tǒng)集成進(jìn)入國內(nèi)新能源領(lǐng)域。昨天廣汽傳褀Aion S首輛車下線了,它采用的是日電產(chǎn)的三合一電機(jī)。
目前已經(jīng)有很多外資企業(yè)擁有自己三合一的解決方案,這個(gè)是比國內(nèi)的多一點(diǎn),外資企業(yè)在傳動(dòng)領(lǐng)域和電動(dòng)領(lǐng)域也有一定的優(yōu)勢,除此之外還有一個(gè)是系統(tǒng)集成的優(yōu)勢,因此三合一產(chǎn)品更容易被客戶接受。右邊這11各企業(yè)當(dāng)中還有合作型的愛信和電裝,它們一個(gè)是傳動(dòng)另外一個(gè)是電機(jī)電控模塊。
接下來一個(gè)現(xiàn)象就是主機(jī)廠開始自建供應(yīng)鏈,掌握核心技術(shù)優(yōu)勢。從技術(shù)上來看,北汽、長安、奇瑞,長城都有自己的核心供應(yīng)鏈了。當(dāng)然有代工的現(xiàn)象存在,但是我們不能不忽視這個(gè)現(xiàn)象。這個(gè)是以北汽舉的例子,2018年藍(lán)谷動(dòng)力成立非常年輕,產(chǎn)品逐步升級以滿足北汽新能源品牌升級的任務(wù),后期慢慢實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商的開放,這個(gè)就告訴我們供應(yīng)商有可能是未來三合一系統(tǒng)集成方面把供應(yīng)商真正的變成由現(xiàn)在的Tier1,變成Tier2。
接下來跑得快的,比如說比亞迪,長城也算是布局比較快,但是新能源整車領(lǐng)域和其他相比慢一點(diǎn)。這些之前已完成供應(yīng)鏈布局的企業(yè)在慢慢開放零部件。我們先看長城,今年的上海車展大家都有去零部件館看的話會(huì)看到有一家企業(yè)是蜂巢易創(chuàng),蜂巢集團(tuán)是有蜂巢能源,上燃動(dòng)力,未勢能源。
比亞迪已經(jīng)開放了平臺,這個(gè)是整個(gè)電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的譜系,覆蓋40kw到180kw,基本上滿足目前新能源車所有的動(dòng)力的水平區(qū)間。
最后一個(gè)是我們之前談的更多的是主流的或者是高端電動(dòng)車的解決方案,但是我們同樣不能忽視低端的消費(fèi)市場,這個(gè)是我們列舉低速電動(dòng)車銷量的情況和未來的預(yù)測,這個(gè)預(yù)測差別非常大,如果樂觀的話我們2020年大概是200萬的市場空間,2025年是300萬的市場空間。悲觀也是非常悲觀的,理由是國家開始正式的管制電動(dòng)車領(lǐng)域,但是即使是悲觀的情況下也同樣說明了廉價(jià)部門的電動(dòng)車市場空間還是非常大,但是大家一定記住政策的變化。
最后進(jìn)入市場總結(jié)部分,首先第一個(gè)總結(jié)是說電驅(qū)動(dòng)的整體市場,整體技術(shù)提升空間非常大,政策退坡將加速技術(shù)快速落地量產(chǎn)。
外資企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了新能源市場領(lǐng)域,加上外資企業(yè)和外資整個(gè)品牌良好的客戶關(guān)系,未來會(huì)對自主電驅(qū)動(dòng)企業(yè)造成一定的沖擊。
第三,自主企業(yè)目前已經(jīng)具備了一定的市場優(yōu)勢,接下來亟需利用現(xiàn)有的客戶基礎(chǔ)積極推進(jìn)新產(chǎn)品的量產(chǎn)落地,繼續(xù)穩(wěn)固自身市場地位。
隨著電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化時(shí)間節(jié)點(diǎn)到來,目前Tier1有可能會(huì)變成Tier2,企業(yè)應(yīng)該結(jié)合自身的情況掌握具體部件技術(shù)能力,比如定轉(zhuǎn)子、高速齒輪技術(shù)等。
短期內(nèi)低功率廉價(jià)型點(diǎn)去產(chǎn)品仍然有空間,大家要有相關(guān)產(chǎn)品要及時(shí)跟蹤一下相應(yīng)政策的發(fā)布。
最后介紹一下我們期望在時(shí)代巨大變的轉(zhuǎn)折期為企業(yè)決策提供一些服務(wù),這邊是我們服務(wù)的產(chǎn)品,最后是我們的公眾號:NE時(shí)代,謝謝大家我今天的分享就到這里,謝謝大家!
關(guān)于公眾號轉(zhuǎn)載:本文系NE時(shí)代原創(chuàng)作品
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