關于這個問題，我具備充分的發(fā)言權。動力總成在早先被命名為Powertrain，而目前眾多汽車廠商更傾向于使用e-Powertrain的稱呼。

動力總成的廣義定義涵蓋了汽車從能量產(chǎn)生到最終傳遞至車輪的整個過程，即涉及能量傳遞路徑中的所有部件。

通常，我們談論的是狹義上的動力總成，它主要包括發(fā)電單元(發(fā)動機與發(fā)電機)、鋰離子電池以及電驅(qū)動單元(電機、逆變器、減速器與控制模塊)。這些組件有時也被簡化為“三電”系統(tǒng)。

電驅(qū)動單元的結構中，電機與減速器往往緊密相連，而逆變器則直接安裝在電機上方。其結構示意如下：

從左至右依次為電機罩、旋轉(zhuǎn)變壓器、轉(zhuǎn)子、逆變器、定子、電機外殼以及減速器罩。

電機的核心部分包括轉(zhuǎn)子和定子。定子繞組通常采用分段式線圈繞組或發(fā)夾式繞組工藝，并通過母線直接與逆變器連接。定子鐵芯外圍被鋁水套緊密包裹，用于冷卻水散熱。

減速器主要由齒輪和差速器等組成，通常采用兩軸一級的簡單結構。減速器的外殼為一體式設計，同時作為電機罩，實現(xiàn)了緊湊且輕量化的設計。

逆變器在電驅(qū)動單元中扮演著將電池直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動電機所需的交流電的重要角色。它通常安裝在電機的正上方，包含功率模塊、平滑電容器以及電機控制器主板等部件。

功率模塊是逆變器的核心部件，其布局方式使得散熱片能夠直接與逆變器殼體下方的冷卻槽內(nèi)的冷卻水接觸，從而實現(xiàn)有效的散熱。

隨著汽車中電子系統(tǒng)越來越豐富，芯片使用量越來越多，隨之而來的是電子控制單元ECU數(shù)量的大幅增加。ECU的急劇增加，無論是管理、安全還是可擴展性都帶來了很大挑戰(zhàn)，為此汽車域架構模式開始應運而生。通過高性能的DCU(域控制處理器)，整合公用系統(tǒng)組件，在軟件中分配和執(zhí)行，可實現(xiàn)以足夠的資源快速響應完成客戶需求，具備平臺化、兼容性、集成高、性能高等優(yōu)勢。

集成動力總成解決方案嶄露頭角

如今域控制概念已經(jīng)得到了商用，但是由于各種原因，大部分集中在座艙、ADAS等領域。德州儀器日前聯(lián)合威邁斯，共同宣布集成動力總成解決方案，標志著在動力領域，域架構的概念正在開始流行。

德州儀器(TI)高壓功率，高功率驅(qū)動器市場經(jīng)理Nagarajan Sridha表示，目前電動車平均價格比類似的燃油車高出12000美元，普遍共識是電池成本所造成的。但是除了電池，在其他領域，依然可以有降低成本的可能性。比如在動力系統(tǒng)中，減少電力電子元件數(shù)量，并將其整合到更小的系統(tǒng)中。

德州儀器中國區(qū)汽車業(yè)務部現(xiàn)場技術應用經(jīng)理周東寶表示，“TI的產(chǎn)品和技術支持可以幫助客戶全面實現(xiàn)動力總成系統(tǒng)方案的集成。我們預計集成化的方案可以幫助整個系統(tǒng)的尺寸和成本都降低一半?！?

動力系統(tǒng)包括了電機控制器、高壓配電單元、DC/DC、車載充電器、電源管理系統(tǒng)(BMS)等等。根據(jù)不同的集成模塊數(shù)量，可以劃分為二合一方案、三合一方案、五合一方案。根據(jù)集成的難易程度，動力總成集成可以分為基礎的機械層面的集成：物理集成，以及更復雜的控制邏輯和功率層級方面的集成?！巴ㄟ^使用TI的解決方案，客戶可以實現(xiàn)從分布式的電源架構到單個動力域的控制器的方案的轉(zhuǎn)變。整個系統(tǒng)的復雜程度也會隨著整合級別的增加而提高，對客戶的收益也會越來越高，但同時挑戰(zhàn)也會越來越多。”周東寶說道。

深圳威邁斯新能源股份有限公司副總裁兼上海子公司總經(jīng)理韓永杰也對TI的集成動力總成解決方案給予了肯定，作為OBC和DC/DC產(chǎn)品國內(nèi)市占率最大的供應商，威邁斯一直同TI保持著緊密的合作關系。目前威邁斯正在從OBC和DC/DC業(yè)務向動力系統(tǒng)擴展，一方面是因為OBC、DC/DC及驅(qū)動器里面的電機控制器等產(chǎn)品比較接近。另外則是動力系統(tǒng)集成一定是未來的發(fā)展趨勢。目前，威邁斯的產(chǎn)品在可靠性、功率密度和體積方面的優(yōu)勢，使得客戶可以在整車上布局更為靈活，也因此獲得了市場的廣泛認可。

德州儀器EV/HEV SEM團隊成員，TüV SüD認證功能安全工程師曹偉杰具體介紹了目前市場上幾種動力系統(tǒng)解決方案，具體包括：

方法1：形成獨立的系統(tǒng)。這種方法已不如幾年前流行。

方法2：可分為兩個步驟：直流/直流轉(zhuǎn)換器和車載充電器共享機械外殼，但擁有各自獨立的冷卻系統(tǒng)。同時共享外殼和冷卻系統(tǒng)(最常選用的方法)。

方法3：進行控制級集成。這種方法正在演變?yōu)榈?種方法。

方法4：相比于其他三種方法，此方法由于減少了電源電路中的電源開關和磁性元件，所以成本優(yōu)勢更大，但它的控制算法也更復雜。

四種方法對比

韓永杰也表示，目前威邁斯推出了OBC和DC/DC集成的產(chǎn)品，性能顯著提升的同時，實現(xiàn)了成本的降低，減少產(chǎn)品的體積和重量。韓永杰介紹道，目前市場上集成方式主要有兩種，一種是物理集成，把OBC和DC從物理的兩個盒子放在一個盒子里，是傳統(tǒng)接插件共用的概念。而威邁斯的磁集成方法類似于曹偉杰所介紹的第4種方法。通過共享電力電子器件和變壓器，實現(xiàn)了最高等級的集成。

威邁斯充電系統(tǒng)集成化產(chǎn)品

周東寶詳細列舉了集成動力總成的四大優(yōu)勢，分別為：

電驅(qū)動系統(tǒng)多合一的集成化的解決方案，通過共享外殼的耦合以及冷卻系統(tǒng)，減少連接器的數(shù)量;

通過更進一步的共享控制電路以及共享功率電路等，有效地降低電驅(qū)動系統(tǒng)的體積、重量和成本，同時提高電驅(qū)動系統(tǒng)的功率密度;

更好地實現(xiàn)輕量化，有助于延長電動汽車的續(xù)航里程;

通過整體上對系統(tǒng)進行熱性能的優(yōu)化，保證系統(tǒng)的可靠性。同時我們注意到功能安全是現(xiàn)在電驅(qū)動系統(tǒng)里面非常重要的一個設計指標，所以我們集成化的解決方案也有助于簡化功能安全系統(tǒng)的開發(fā)和認證工作。

集成動力總成都需要哪些要素

集成動力總成優(yōu)勢看似很大，但實際上還需要顯著克服諸多挑戰(zhàn)，包括控制器性能，控制器算法，磁集成的設計，冷卻系統(tǒng)等多方面因素。

德州儀器正在結合自身在車載控制，功率等器件領域的積累，以及在安全認證等服務上的努力，幫助客戶簡化動力總成設計上的挑戰(zhàn)。

?電動汽車集成動力總成?是指將電動汽車中的多個關鍵部件集成在一起，形成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，以提供更高效、更緊湊的動力傳輸解決方案。這種集成方式旨在減少部件數(shù)量、降低重量、提高可靠性和降低成本。

組成部分

電動汽車集成動力總成通常包括以下幾個主要部分：

?電機?：負責將電能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動車輛行駛。

?電機控制器?：控制電機的運行，調(diào)節(jié)輸出功率和扭矩。

?減速器?：降低電機轉(zhuǎn)速，增加扭矩輸出，適用于需要大扭矩的場景。

?電力電子轉(zhuǎn)換器?：如DC/DC轉(zhuǎn)換器和逆變器，用于電壓轉(zhuǎn)換和電能管理。

?電池管理系統(tǒng)?(BMS)：監(jiān)控電池狀態(tài)，優(yōu)化電池使用，延長續(xù)航時間。

技術特點和發(fā)展趨勢

電動汽車集成動力總成技術的主要特點包括：

?高效性?：通過優(yōu)化部件間的配合，減少能量損耗，提高整體效率。

?輕量化?：減少部件數(shù)量和重量，降低車輛整體重量，提高燃油經(jīng)濟性和性能。

?模塊化設計?：便于維護和升級，降低制造成本。

?高可靠性?：集成設計減少了接口和連接點，降低了故障率。

隨著技術的發(fā)展，電動汽車集成動力總成系統(tǒng)正朝著更高的集成度、更智能的控制和更廣泛的應用場景發(fā)展。例如，輪邊電機和輪轂電機的應用，使得車輛設計更加靈活，適應不同的駕駛需求和市場變化。