'博格華納孫樹強:博格華納最新電驅動“三合一”技術&趨勢'

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博格華納孫樹強:博格華納最新電驅動“三合一”技術&趨勢


電動汽車肯定要走集成化、系統化路線,系統都在朝更高效、更小、更節能方向發展。

本文為勵展博覽集團及NE時代於8月28-29日聯合主辦的 "第二屆AWC2019新能源汽車關鍵元器件技術大會" 演講嘉賓的現場實錄。

演講嘉賓:孫樹強 博格華納中國區高級市場經理

演講主題:博格華納最新電驅動“三合一”技術&趨勢


孫樹強:大家早上好,感謝主辦方,感謝NE時代曾總的信任。很高興借這個機會和各位同行分享一下博格華納在電驅動、三合一的思考。博格華納是內燃機、混合動力和電動汽車驅動系統供應商。無論是私家車、網約車、自動駕駛、混合動力、內燃機也好,無論什麼樣的車輛,實現的都是A點到B點的位移,因此一個高效的驅動系統始終是非常重要的一個體系。從這個角度來說,我們致力於提供高效驅動系統解決方案。無論是電動車、混合動力、內燃機車輛,博格華納都將為大家提供完美的解決方案。

大家認識博格華納主要是從內燃機開始,博格華納內燃機技術從渦輪增壓開始,我們有四輪驅動、EGR、起發電機,還有正式鏈條技術。博格華納雙聯合器也是享譽全球的。博格華納在前幾十到一百年當中,我們在汽車行業耕耘圍繞的是內燃機動力領域,是內燃機動力產品的領袖。

進入電氣化時代,這是供應商和整車廠都要面臨的時代。電動車是最終的解決方案,在電動車和內燃機之間,會有混合動力,大家都知道傳統內燃機一定要加一個電機變成混合動力。根據電機位置的不同,無論在P0、P1、P2、P3、P4,包括動力分流,博格華納都可以提供非常好的解決方案。我們在內燃機有傳統優勢,博格華納可以提供混合動力領域的完整解決方案。傳統增壓器會向電子增壓技術轉移,整個混合動力和電氣化趨勢是主流方向。

一年前我們還在開玩笑,在電驅動領域,博格華納有減速器、有電機、電控、車載充電裝置,那個時候除了電池不做什麼都做。前段時間我們和一家電池包成立合資企業,在電驅動領域博格華納進行了非常完整的產業佈局。博格華納是一家全球經營企業,我們在全球19個國家有68個生產基地,3萬名員工,在全球銷售額105億美金,在中國4000多個員工。這是博格華納的發展現狀。

我們進入主題分享。首先來看電動化,電動化分兩個,一個是電動車,我們的理解是中國遠遠走在世界前列,我們不光提供接近一半以上新能源汽車銷量,同時能夠像中國政府拿出錢、拿出政策全力支持電動化應該是全球政府裡面絕無僅有的。我們可以看到電動車在中國絕對是欣欣向榮的態勢,即使從7月份開始,隨著6月25日補貼退坡,7月份銷售是在往下走的。我問了一下相關政府態度,他們說綜合考慮,大家不用質疑,電動化不管有多麼大的阻力,不管有多少安全技術上有待解決的難題,電動車是國家發展的方向,從目前來看沒有任何動搖。2025年20%的比例是有可能的,國家電動化趨勢是不變的。

另外是混合動力,從中國來講,2025年要做到四升油耗,這是經過新能源汽車抵扣的,如果不經過抵扣也測算過大概要做到4.9左右,這也是非常有難度和挑戰的任務。我們測算過到2025年,有可能非新能源汽車或者說傳統車輛在驅動領域可能單車要增加1萬人民幣的成本。從這一點來說,國家降油耗也是非常堅決的。最主要的驅動力來自於能源安全,我們看到混合動力可能很快有市場的爆發式增長。對全球來看,混合動力是很有意思的現象。我曾經和曾總討論過,兩家不同的主機廠比如日系主機廠,他們對於混合動力未來的預測是這樣的,另外歐美主機廠技術路徑預測和日系主機廠預測結論截然相反。電動化如火如荼,但是電動車路徑來講,從歐美、日本來說,沒有真正佔主流的混合路徑。在混合動力領域,這也是為什麼博格華納要提供各種各樣P0、P1等各種解決方案的原因,因為技術路徑不確定,給零部件的挑戰就是不能錯過任何可能的機會

我們今天講三合一,這是一個系統集成,我們談系統集成往往要求子零件、子系統優化。系統集成能否成功,關鍵要素在於是否瞭解單個子零件的產品特性,同時為了提高系統集成整體效率,要求子零件或者子系統做出犧牲、調整的時候,要實現這一點,要有掌控力,這是系統集成的關鍵。我們就把三個子模塊都做,在業內率先推出二合一eDM,這是我們作為零部件驅動系統供應商穩紮穩打,提供高質量解決方案的思路。

我們先從eGearDrive開始,十幾年以前,特斯拉電子驅動橋就是博格華納提供的。那個時候博格華納提供了第一代電子驅動橋,是第一個把電子減速器賣給中國的品牌。博格華納減速器在中國耕耘了十年時間。我們31-03電子驅動橋在中國取得了非常好的發展,我們從去年已經突破10萬級,今年預計在20萬級,我們趕上了電動車的好時候,也反映了客戶市場對我們的信任,也是長期以來支持中國電動車事業的回報。31-03是一個高效率的減速機構,同時有非常好的傳動系統的特性,結構非常緊湊,重量非常輕,可以用在不同客戶的接口上。綜合來講這是一個非常經得起市場考驗的高效、高可靠性DNH的減速器。

減速器重要性在哪裡?電動車很安靜,特斯拉作為整車噪音低於燃油車。我們供給特斯拉的減速器,齒輪箱噪音水平遠遠低於傳統車的噪音水平,這反映了一個好的驅動系統可以對整車綜合性能作出很大貢獻。我們的31-03產品是重量很輕的產品。經常有媒體問我們多擋的趨勢,多擋會帶來成本加倍提高,成本是否能抵消單件水平是市場的問題。2008年做單擋的時候,博格華納就有三擋的方案。

博格華納在電機領域從48V到高壓電機,各個系列都有完整佈局。我們關鍵詞是高性能。48V前幾年很熱,但量一直沒有上來。我們認為11千瓦左右實際上達不到太好性能。博格華納可以達到20-25千瓦,是水冷的永磁電機,可以用在P3、P4的位置,可以形成高性能48V解決方案。目前趨勢在節油這一塊,整個國家是在推動更深度節油方案在中國的應用。高性能48V是我們的方案。另外在博格華納電機裡面,SW和HVH是我們的主要技術。博格華納產品走平臺化路線,比如SW200在持續功率裡面,有不同大小,在不同車型和不同應用場合走平臺化路線。這裡面可以看,博格華納電機技術在2008年HVH技術得到了配置架,2008年S-Winding也得到配置架,HVH實現從圓線到方線的提升,熱傳導效率提高,散熱面積大,熱效率也有提升。在實現方線以後,S-Winding採用了更細的方線,用S型連續繞組來做。用連續性繞組可以消除電機兩端冗餘的繞組,提升電機的功率,保證槽滿,使電機功率進一步提升。S-Winding和其他企業體現了區別,與其他做方線的歐美企業相比,博格華納是很早很領先的。S-Winding是我們下一步主推的方向。

HVH250是我們主打的產品,電機的長度分為90和115,鐵芯直徑為250。對於不同使用範圍有不同持續功率和持續扭矩的電機,它的好處有非常高的效率,同時散熱也是非常好的。博格華納的SW270電機,是S繞組電機。我們知道,混合動力中,要把電機塞到原來的動力系統裡面,電機越窄越好,SW270是一個非常好的產品,直徑可以做得很大,扭矩很大,實現混合動力P2的方案,它有高壓和48V兩個版本。

講完了減速器和電機以後,我們進入三合一IDM。博格華納具備減速器、電機、電控三個獨立的零部件完整產品設計和生產,因此在三合一的集成上具備一定的優勢。系統集成時會出現不同零部件扯皮的現象,如電機一開始扭矩大,但是效率低。作為博格華納來講,由於我們完整具備三個產品獨立研發和設計、生產製造能力以及實驗件的能力,我們犧牲各個系統最優達到主系統最優,而且可以實現成本的降低。整個三合一,尺寸可以做得更小,中間距可以做得更小,總重也可以降低,同時可以提高效率。

例如二合一中,電機和減速器原本是很大很笨重,但是集成為二合一後重量有一個直接降低。三合一是把電機和電控做一個合題。整個尺寸是很精巧的,三合一有適用不同車型的系列化設計。作為三合一,就相當於電動車的整個動力總成系統,還可支持安裝位置、控制電機,實現從功能角度的提升。

IDM有這麼幾個組成,比如高壓和低壓接口,還有冷卻液的水道,有一個Transmission,還有貼標籤的位置,比如你想安裝空氣泵和壓縮機的位置。作為客戶接口來說,從A到E綠色部分是旋置安裝的位置,橙色的是高壓接口,淺黃色是低壓接口。博格華納做三合一是一個持續不斷的過程,我們要得到各個運行仿真點,要分別對電機、電控、減速器等子系統進行優化,得到相關的效率圖,再進行總體的仿真,最後回去循環這個過程,達到系統最優,整個過程是一個持續不斷的過程。

作為三合一,潤滑是一個被動的潤滑,我們通過獨特的設計,保證有一個合適的安裝角度,不需要加輔助安裝導流裝置,讓各個零部件都得到油的潤滑,從而達到潤滑的目的,並且由於是被動潤滑,並不需要耗費太多能量。作為冷卻系統,通過仿真設計達到最優冷卻效果。

最後看一下博格華納適用於不同車型的電驅動系統,總共有IDM90、120、160三個系列。IDM90主要適用於以B級車為主,兼顧C級車,是一個交接的尺寸。到IDM120是支持C級車,IDM160是C級車兼顧D級車,打造產品系列的覆蓋。以120為例,是12.5:1的減速比,所達到的目的就是驅動系統加速響應性變好。如果速率比較大,對電機需求降低,就不用按照電機尺寸、定轉子、銅線穿接也好,讓電機更小,達到降低成本的目的。

IDM2.0和第一代相比,IDM2.0高效區變高了,以前是92,現在是高效區是93,同時高效區領域從90往上比IDM1.0大大提升。可以看到,整個IDM2.0和1.0相比,電驅動系統的能耗從3.97千瓦時/100公里降到2.68千瓦時/100公里,可以使整車從14.83千瓦時/100公里降到13.52千瓦時/100公里,提高續航里程。

最後分析一下我們對市場的理解。現在是一個變化的市場,電動汽車肯定要走集成化、系統化路線,系統都在朝更高效、更小、更節能方向發展。作為供應商,我們所能做的就是為客戶提供系統化方案,讓客戶把精力放在整車上。另外電動車是剛剛開始,混合動力領域即使中國也面臨路徑選擇的問題,在這裡面對於供應商的挑戰和機遇是雙重的,希望大家共同攜手,把行業發展推向更好的階段。謝謝大家。

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