今年的展会和论坛异常热闹，很多电驱动企业都拿出了自己的优秀产品和储备技术，阐述自己对市场需求的理解。我们也可以看到，一些电驱动企业基于OEM采购策略和全球供应链分工的变化，对其产品布局和架构进行了相应的调整。
结合NE时代后不久结束的2023 xEV驱动论坛上与会嘉宾的发言和圆桌讨论，笔者试图从需求的角度梳理和理解主流的、前瞻性的电驱动技术解决方案及其应用场景，主机厂与第三方的合作关系，国际企业的反击和结构调整。
本文重点介绍了一体机的发展趋势以及在前进过程中面临的挑战。
追求最终的成本降低
在NE Times 2023 xEV驱动论坛上，深蓝汽车、聚义动力、华为、新锐科技都谈到，目前广泛讨论的一体机系统是包括电机、电控、减速器的电驱动系统，包括OBC、DCDC、PDU的动力控制系统，以及VCU、BMS等至少五个子部件的集成形式。
更多部件的集成能给驱动系统带来什么好处？
深蓝汽车电驱动开发经理朱指出，深蓝的原力超级集电器驱动是以“All in one”为理念，通过集成创新实现全方位提升。典型的产品是一体化电力驱动总成，它将机械和电力电子技术深度集成。一体化电驱动将MCU与动力控制系统、整车控制系统等控制器集成在一起，未来可以共享主控芯片和动力芯片。核心是降低成本。随着系统和零部件质量的进一步提升，深蓝汽车相信一体化的趋势会更加明显。
图片来源:深蓝汽车
“自2021年以来，市场上出现了一体化趋势。这时候大家开始探讨如何进一步降低体积、重量和成本。一体机或者集成度更高的产品自然是更好的选择。”巨一动力系统股份有限公司R&D中心副主任顾杰回顾了驱动总成集成的发展历程。
阳光电力科技有限公司产品线总监石解释说，MCU与、PDU、BMS等功能模块的集成，可以进一步降低控制器的体积和重量，包括成本，为整车布局带来更大的灵活性。
卧龙ZF总工程师杨林说，“以前二合一变成三合一，三合一变成六合一，甚至现在已经出了二合一。追求极致成本催生了一体机产品。”
华为数字能源智能电动领域电力系统规划总监马明基于应用场景和车辆发展分析了一体化趋势。“A级车是注重极致成本的车。希望能集成在前舱，打造极致融合模块，降低整车成本。”“经过超集成和多集成，组件可以联合开发和耦合，这将大大提高主机厂的开发周期。”
综合来看，一体机最大的优势就是可以带来成本的降低。
降低成本主要通过两个主要方面来实现:
1.一体机方案通过共享外壳、线束、连接器等硬件，集成电子电路和软件算法，实现BOM成本降低。
2.一体化方案可以简化OEM供应链的管理，缩短开发周期，实现高效管理和降低成本。
OEM强化一体化自研自控
三合一甚至多合一的一体化趋势非常明显，渗透率提升很快，合计超过60%。一体机的比例也与日俱增。
根据NE时代整理的新能源关键部件装机数据，今年以来一体机普及率已经超过10%。从2021年到2022年，一体机的进步可谓一日千里，短短一年时间，从微小的1.2%到7.2%。
图片来源:纽约时报报道
福迪电力、长安新能源、英博、华为数字能源是四大主要供应商。配套车型按终端销量从高到低依次为海豚、元PLUS、深蓝SL03、海豹、腾势D9、帝豪EV PRO、奔腾NAT、枫叶60s等。
除了这些熟悉的数据之外，NE时代发现OEM对“自研自控”和“关键技术控制”的需求进一步加强，这导致Tier1最终需要转移其在价值链中的位置，并增加R&D投资。
NE数据显示，2022年，三合一市场OEM自制系统占比将达到57.3%。在一体机市场，2022年这一比例将达到90.5%，今年将更重到惊人的97.7%。
NE时代研究院咨询总监许禹生认为，整合不仅仅是为了成本，还有车辆布局等一系列考虑。在这种情况下，代工有了更多的自控冲动，给供求关系带来了新的考量:1。OEM将进一步加强对系统自控和自研的需求，接手原系统供应商的工作。这是一个接手的逻辑。2.OEM需要控制软件和硬件的关键技术。这是一个主导逻辑。在两种逻辑下，Tier 1需要放弃话语权，与OEM合作完成一体化开发。
那么，第一层将走向何方？
徐杜生给出了两个方向:一个是提供动力和控制集成组件，一个是提供电源/减速器组件。也就是在二合一电机变速箱和多合一控制器中寻找机会。展望未来，芯片级集成、电源域控制器和进一步的高性能计算机集成都是第1层的机会。
只有在关键技术上保持领先，帮助主机厂做得更好，让汽车的性价比更高，Tier 1才能在市场竞争中脱颖而出。
图片来源:纽约时报报道
有什么新的一体机产品出来？
我们看到，很多上下游企业都推出了新的一体化解决方案，或者发布了更加一体化的解决方案。
聚义动力的一体机产品，动力规划覆盖30kW-300kW，可以兼容前驱和后驱的布局要求。根据适配车型划分动力产品线，A00-A0车型应采用30~60kW产品线。A0-A车型要用90~130kW的产品线；150~180kW产品线要对付A-(A+)-B级车；200~300kW的产品线要对付B-C机型。目前在研产品以低功耗产品为主，部分产品已经投入量产。最新量产的是70/100/130kW六合一，已经SOP，即将安装在JAC钇3等型号。
面向A级BEV市场，华为数字能源150kW超融合11合1电源域模块通过首创的芯片集成、电源集成、功能集成、域控制集成，实现了BOM减少40%，芯片数量减少60%。
图片来源:华为数字能源
华为数字能源表示，电源域模块让车企实现电源域的简单集成、简单验证和开发，开发效率提升30%。同时，超集成的电源域模块使车辆前舱布局更加简洁，可以设置前备用箱，在车内释放更多的空间，提高了用户的驾驶舒适性，带来了B级纯电车的空间和体验。
东风旗下的智芯科技发布了自主研发的800V SiC 11合1高集成度电源域平台。系统输出功率为200~280kW，最高效率为94.5%。其中，超融合高压控制器集成了MCU/DCDC/PDU/OBC/VCU/BMS/TMCU/PTC，带来了体积缩小、功率密度大幅提升的好处。
这款11合1是Mach E的旗舰产品，集成了多项前沿技术。比如控制器的功率器件采用独立的800V SiC，功率密度50kw/kg；电机还采用了0.2mm超薄硅钢片、铁芯自粘技术、碳纤维转子等先进技术。出于成本考虑，11合1未来将推出低功率版本，应用于A级车和小型电动车。
产品形态正在向深度融合发展。
一体机产品形态正从机械结构集成向电力电子的深度集成发展。
目前的一体机方案多为机械结构一体化，通过简化连接、共用外壳来降低成本和重量。
下一步是未来的PCBA集成、芯片集成和电源域芯片集成。其中，芯片集成主要体现在主控芯片、通信芯片、电源芯片、存储芯片等IC的共享。
顾杰指出，PCBA一体机控制器正逐步从目前的多主芯片/多控制板发展到下一阶段的多主芯片/单控制板。随着主芯片计算能力和接口资源的增加，已经发展到单主芯片/单控制板的域控集成。
“芯片集成主要体现在主控芯片、通信芯片、电源芯片、存储芯片等IC的共享。聚亿电源规划芯片的集成分为两步。第一步是大小电芯片集成，即电机控制和功率控制芯片集成形成小域控制，下一步是功率域芯片集成，即VCU+BMS+电机控制和功率控制芯片。”
图片来源:智能汽车
至于域控开发中OEM和Tier 1的合作开发模式，聚义动力也设想OEM和供应商共同开发，OEM可以根据自身的开发能力参与控制面板、软件底层、应用层、集成测试的开发，比如VCU和BMS的硬件、底层、应用层、集成的开发和测试。
此外，电驱动系统与热管理的一体化也在行业内出现，比如舍弗勒的四合一电驱动桥。这款四合一也是全球唯一的四合一。在电机、变速箱、电机控制器集成的基础上，进一步集成了热管理模块，功率160kW。整个系统更加紧凑高效，续航里程最多增加40km。集成热管理模块包括多路阀和二氧化碳热泵空可调电动压缩机。另一个亮点是800V水箱中的冷却。集成智能液压系统替代油泵实现油量控制，使冷却油流过扁线上的凹槽进行冷却，散热能力增强。峰值功率可持续30秒。
还有很多问题，也不是所有人都认同。
一体化技术的实现面临很多问题，比如EMC、NVH、可靠性等等。
深蓝汽车的超级集电极驱动经过5年的努力，不仅解决了空布局的问题，还解决了散热、EMC、NVH、可靠性等诸多问题。只有这样，产品体积、重量、功率密度、噪音、成本才能全方位提升。朱对说:
顾杰列举了发展过程中的几个主要问题:
首先是EMC的问题。三合一也有很多EMC的要求，对EMC的要求越来越高。现在，如果我们谈论class4甚至class5，在整合之后，EMC的问题将更加严重。
二是NVH，用户直接感知，现在主机厂对NVH的要求可以说是“极致”了。支撑几万辆车需要非常高的NVH。多合一后，因为大壳主要在控制器里，所以体积增加了一些，改变了整个模式，传输路径也会改变。解决NVH仍有更多的挑战。
第三，可靠性。回到汽车和产品的本质，可靠性肯定是一个越来越受关注的领域。
新锐科技董事长吴仁华对一体机的价值提出了一些尖锐的问题。“每当我们考虑将多个功能组件集成到一个组件中时，我们必须问自己以下问题:(1)在应用程序级别上:成本降低了吗？音量减小了吗？你减肥了吗？(2)设计层面上:性能有提升吗？工艺性提高了吗？供应链优化了吗？(3)售后服务层面:售后服务成本降低了吗？售后服务简化了吗？备件供应是否得到优化？由此，他提醒说，大规模整合方案很容易想到。各种大规模整合方案受不同利益/立场的影响很大，是否有价值需要仔细分析。”
“从纯电驱动总成来看，50%以上已经是三合一，三合一是主流，一体机已经成为趋势。当然越多越好，还是要根据需要和需求。要做到极致，有些应用对某些机型来说可能更便宜更高效。”电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟主席龚俊也强调。
在许禹生看来，一体机产品渗透率的快速提升是因为其降低成本的显著作用和比亚迪的示范效应，因此成为目前的重要选择。但是一体机需要面临很大的售后压力。所以，并不是所有人都认同一体化的发展方向。如何看到一个技术的潜力和前景，并做出最后的决定，是非常困难和具有挑战性的。
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