
新能源汽车的电驱系统集成化是技术演进的核心方向,从基础的“三合一”到当前最先进的“十二合一”,每一次升级都通过部件融合解决了效率、空间、成本的行业痛点。接下来我们一起来学习一下新能源汽车的多合一架构。
首先看看三合一架构,此为核心驱动集成阶段。通常三合一是指电机、减速器、电机控制器。
驱动电机:其核心结构由定、转子组件构成,关键材料包括铁心材料、永磁体、电磁线、高速轴承和位置传感器等。
减速器:其关键技术主要包括齿轮及轴系、密封与润滑、离合器、执行机构、驻车系统等。
控制器:其核心结构由半导体功率器件、直流支撑电容、集成电路芯片及软件架构等构成。
三合一电驱动系统的电气原理就是控制系统在12V电源网络下工作,通过CAN网络与整车进行通讯,控制器功率部分的逆变单元能够将直流电转化为交流电并输入至永磁同步电动机,控制器成熟的底层配置和软件算法以及各采样电路、保护电路,可以确保电机控制器稳定工作。
根据NE时代统计,2024年上半年集成电驱动系统方案中,三合一的方案依然占据着接近80%的市场份额。除了多合一方案还处于应用普及阶段的因素外,更多的则是其自身方案的局限性影响。
具体到企业来看,即使是多合一推动比较积极的企业,如比亚迪、长安汽车,三合一依旧占据一定的份额。比亚迪中,王朝和海洋系列自e3.0开始全系搭载8合1,但三合一的依旧占据37%。腾势由于整车节奏的原因,三合一高达85%。长安汽车(含深蓝)虽然其7合1为标配,但依旧有6.5%的三合一占比。
从功率段分布来看,三合一目前是功率覆盖最全的集成方案,可以覆盖最低30kW,最高可以达到450kW。作为对比,多合一目前的功率段覆盖主要在60kW到250kW区间段内。
由此可见三合一架构是不可被取代的,并且未来依旧是市场的主流。
接下来是六合一架构,此为电源系统集成阶段,通常是由三合一+ 车载充电机(OBC)、直流变换器(DCDC)、高压配电单元(PDU)——“小三电”。
驱动电机模块:通常采用永磁同步电机,峰值功率可达180kW,持续扭矩320N·m,兼顾高功率密度与能效。
电控单元模块:基于碳化硅(SiC)器件的三合一设计,提升开关频率和耐压能力,降低能量损耗。
减速器:高度集成化设计,与电机共壳体,传动效率提升至97%以上,噪音降低15%。
车载充电机(OBC):支持双向充放电,兼容多种充电标准,集成后减少线束长度30%。
DC-DC转换器:高压转低压电源模块为整车低压系统供电,效率达95%以上。
配电模块(PDU):集成高压配电功能,具备过流保护与智能熔断机制,提升系统安全性 。
通过深度集成六大核心模块,实现体积缩减30%、综合效率提升12%的技术突破,满足2025年国家《节能与新能源汽车技术路线图2.0》对电驱系统功率密度>3.5kwg的硬性指标。
最后是整车控制系统集成阶段:八合一及以上架构。通常为六合一 + 电池管理系统(BMS)、整车控制器(VCU)。
比亚迪方案:BMS与VCU集成至电驱系统,实现整车级能量管理,扭矩响应速度提升50%。华为七合一:未集成VCU,突显车企与供应商话语权博弈(BMS技术壁垒高)。性能方面:综合效率89%,功率覆盖180–270kW(如海豹、别克Electra E4)
十二合一架构(比亚迪e平台3.0 Evo,其代表车型:海狮07 EV(CLTC效率92%)。)。新增模块:
智能升压:复用电机绕组升压,兼容低压桩充800V电池(充电功率提升至176kW)。
智能升流:电流解耦技术,400V车充电流达400A(榨干250A老桩潜力)。
智能自加热:脉冲加热电池,-30℃低温充电时间缩短35%。
能量管理智控:全局优化能效,续航提升50km。
同时世面上也有其他架构:
吉利十一合一:集成热管理控制器(TMS),实现热泵与PTC统一控制,CLTC效率>90%(银河E5)。
东风十合一:融合TMCU与PTC控制器,电机转速突破30,000rpm(纳米01)。
江淮钇为九合一:集成外放电与超级闪充,前舱空间缩小12%(钇为3)。
高度集成化的背后有着诸多的技术挑战,对整个汽车行业也有着深远的影响。
技术挑战:
高速电机:23,000rpm转子需碳纤维强化抗离心力,SiC控制器耐高温(比亚迪)。
热管理:多部件叠加散热需求激增,需液冷+油冷双循环(如吉利用TMS集成优化)。
电磁兼容:高密度电路设计抑制信号干扰(法雷奥SoC方案降低复杂度)。
行业影响:
车企主导高集成研发(如比亚迪、吉利),Tier 1转向模块化供应(法雷奥五合一(逆变器、OBC、DCDC、PDU、电子保险丝(eFuse)))。
自研BMS成话语权关键,非头部车企倾向合资开发(规避华为式强势供应)。
新能源汽车的架构集成化远未触顶:从“堆数量”转向“功能融合”,未来胜负手在于芯片级控制算法(如纳芯微驱动IC)与全域热管理的深度协同。而随着800V平台普及与碳化硅成本下探,十二合一仅是当前答卷,更高维度的“域控融合”已见雏形。