新能源时代电驱系统的发展趋势什么?全新赛道应如何布局

闭门造车 2022-07-07

新能源法雷奥新能源汽车

2394 字丨阅读本文需 6 分钟

随着全球汽车行业电动化浪潮的兴起,汽车的驱动形式从内燃机向电驱动转变,尤其是适用于电动汽车的高压电驱动系统,以其巨大的市场潜力,成为各大零部件巨头瞄准的目标市场之一。法雷奥也有意撇开西门子,在高压电驱领域更进一步。

近日,法雷奥宣布,完成对西门子在法雷奥西门子新能源汽车合资公司50%股份的收购。至此,该合资公司100%的股份归属于法雷奥所有,并被整合至法雷奥的动力总成系统事业部。

补强高压电驱动板块

法雷奥西门子新能源汽车合资公司,顾名思义,其是法雷奥与西门子的合资公司,成立于2016年,双方各自持股50%,主要为电动汽车提供高压动力总成系统方案,产品涵盖电机、逆变器、车载充电器等。就在今年2月,法雷奥与西门子签署协议,计划以2.77亿欧元的价格,收购西门子手中合资公司50%的股份,从而完全控股合资公司。这笔交易于近日完成。

“法雷奥西门子新能源汽车合资公司在高压电气化领域的独特专业知识将使我们从中受益。”法雷奥首席执行官Christophe Périllat的这句话点明了法雷奥将合资公司收归己有的目的。

法雷奥预计,到2030年,高压(400V及以上)电气化市场规模将达到920亿欧元,而这其中4成将由零部件供应商分食。这也是法雷奥瞄准的目标市场。为此,押宝高压电驱动的法雷奥不惜代价收购了一直亏损的法雷奥西门子合资公司。法雷奥预计,到2030年,其高压电驱动业务销售额将达44亿欧元。

拥有法雷奥和西门子双方优势的合资公司在高压电气化领域颇有知名度,目前约有4000名员工,其中包含1600多名工程师,在中国、德国、匈牙利和波兰拥有7个生产基地,具备前沿的研发(实验室、测试平台、模拟工具)和生产能力。

配套方面,截至目前,该合资公司的产品出现在20多家汽车制造商的主要平台上,并将在2022年底,用以装配超过90款纯电动和插混车型。就在今年6月,该合资公司宣布,与战略规划相比,已提前7个多月实现了2021年-2022年期间订单总额超过40亿欧元的目标,充分证明了其强劲的发展势头。

“这项战略交易巩固了法雷奥作为电气化领域主要参与者的地位,使其低压到高压电动动力解决方案得以覆盖所有用途和需求。”法雷奥表示。众所周知,法雷奥在低压的48V轻混领域有着多年技术积累,而通过入手上述合资公司,强化了其在高压电驱动领域的实力,从而提供从低压到高压全系列电动动力解决方案。

目前,法雷奥的动力总成事业部产品涵盖高压电驱动系统、48V系统和混合动力变速器以及传统的发电机、离合器等。事实上,法雷奥中国区相关负责人前不久曾告诉记者:“法雷奥的高压动力总成、48V产品以及热系统产品,在中国均有生产。其中,48V系统已率先在中国实现量产。”

通过此次整合,法雷奥的目标是,在2021 至2025 年间,使得动力总成系统事业部的年销售额增长率超过12%,并在2025 年达到销售额85 亿欧元以上(2021 的预计销售额为54 亿欧元。

电驱动系统的两大趋势

全球电动车市场快速发展,各大主机厂的电气化军备竞赛已经全面打响。其中作为核心部件的电驱动系统受到行业的持续关注。电驱动系统,主要解决了电动汽车“动起来”的问题。那么目前,电驱动面临哪些趋势?

首先,当然是集成化。最初应用的电驱动系统很少采取集成式设计,电机、电机控制器和减速器分布在整车的各个部位。近些年,“三合一”的概念成为共识,这一理念摆脱了电机、电机控制器和减速器单独设计再组装的思路,直接将三者进行一体化设计,整个系统体积更小,布局更灵活,有利于主机厂的平台化设计。因此,电驱动系统三合一集成化是明确的趋势。现在,除了特斯拉等少数几家主机厂之外,大部分主机厂更愿意让供应商直接提供三合一系统,而供应商如果收到不同主机厂的订单,通过量产规模优势也能将成本降下来形成良性循环。

电驱动系统另一大明显趋势是,800v高压电机正在加快装车的步伐。当前消费者对电动车的质疑主要还是在充电时间长、续航里程短。电压越高,电流输出越快,基于800V的电驱动系统可以进一步解决消费者的痛点。从原来的300V、600V提高到800V,面临的挑战是巨大的。比如功率器件的电压平台要去优化、电缆不光要加强绝缘性,还必须做特殊设计。电控模块如何提升高压下的抗电磁干扰能力。涉及电池的串联数量更多,如何保持电池一致性等。

在800V高压平台中,原本的硅基IGBT芯片达到了材料极限,而碳化硅由于具备耐高压、耐高温、耐腐蚀等优势脱颖而出,迎来快速增长。),其中包括约75 亿欧元的主机厂配套销售额。2025 年主机厂配套销售额目标现已完成80%。

高压平台产业链已完备,2023年成熟供应

如果走高电压平台的话,现在的产业成熟度到了哪种程度?从功率器件来看,已经具备800-1200V功率半导体的产业成熟度。大于1200V的当前还在开发中。再看充电桩,如果车辆需要100kWh的充电需求的话,当前250A/400V的桩只能满足100kW的充电功率,100kW就是1C,800V可以到达200kW;200kW可以达到到2C充电,1000V就可以到250kW。因此,从充电桩的部署来看,未来也有必要往高压方向上去。

车企层面, 2021年已经上市或者准备上市的车型已经有8-9款选择了高压平台的路线,如北汽的极狐,还有现代的E-GMP、比亚迪的汉、奥迪Etron GT等。当前市场还在电动车初期,呈现出一个“哑铃型”的态势,高端车型和低端车型发展得最快。高端车型能够承受一些带来更极致体验的成本压力,我们认为快充一定是在B级以上的车型上优先发展,再从 B、C、D车型向下延伸。从成本层面考虑的话,我们做了相应分析,高压架构相比低压架构,部件增加成本略优。综合成本来看,高压平台对比当前的低压平台普通车型(非快充)的话,成本的提升也就在2%左右,未来高端车型部署走高压平台成本也低。

对于充电运营商来说,新建高压桩要兼容低压车,才能最大化保护投资支出。因此,当前充电桩的部署也是要适应未来高压演进的方向,尽量地减少未来扩容、演进的成本。但如果采用的是低压桩,满足大功率充电就需要走液冷,当前大家看到的特斯拉的桩就属于特殊的液冷散热,桩的成本较高。

再看标准,当前行业充电标准1000V/500A正在落地,今年会有新的标准发布,标准上的障碍基本不存在。

我们知道的很多车企已经开始做高压车的规划,每一代车型出来几乎都要五年,现在电动车开发的周期相对短一点,三年左右。所以我们认为,为了应对竞争车企当前就应该考虑高压平台车型的规划,未来到2023年,高压的产业链就会变得相当成熟。

文章来源:汽车与配件,华为数字能源,中国汽车报

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