商用车电驱动系统发展趋势

来源:小仙女发布时间:2020-08-20419浏览

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一、国内新能源汽车发展概况

二、纯电动商用车电机系统现状及发展趋势

三、新能源商用车电控系统现状及发展趋势

四、插电式混合动力商用车电驱动系统现状

五、总结与建议

一.国内新能源汽车发展概况

2020年8月，统筹推进疫情防控和经济社会发展工作取得积极成效，企业加快实现复工复产复市，稳岗就业扎实推进，同时伴随中央及地方政府一系列利好政策的拉动，消费信心得到提升，部分消费者被抑制的需求也加快释放，汽车市场逐步恢复。

1.1 国内新能源汽车市场销量

2020年7月新能源汽车产销分别完成10万辆和9.8万辆，同比累计分别增长15.6%和19.3%。

1-7月，新能源汽车产销分别完成49.6万辆和48.6万辆，同比累计分别下降31.7%和32.8%。

1-7月，新能源商用车产销均完成5万，同比累计分别下降24.5%和26.6%。

1.2 2020年国内新能源汽车市场结构

1-7月，纯电动汽车产销分别完成38万辆和37.8万辆，同比分别下降35%和34.3%。

1-7月，插电式混合动力汽车产销分别为11.6万辆和10.8万辆，同比分别下降17.4%和26.4%。

燃料电池汽车产销分别完成397辆和407辆，同比分别下降66.1%和63.2%。从销量数据上看，纯电动汽车仍是目前市场上主流技术路线，其占比达76.8%，与去年基本持平。

1.3 商用车技术路线分析

1-7月，新能源纯电动商用车累计销售4.6万辆，同比累计下降26.9%，占新能源商用车市场份额的93.1%。

1-7月，插电式混合动力商用车累计销售3000辆，同比累计下降7.4%，占新能源商用车市场份额的6.9%。

根据市场的需求趋势，纯电动商用车在未来几年仍将是主流的技术路线。

受新冠肺炎疫情的严重影响，汽车行业产销出现大幅下滑。生产端，企业因复工进度慢、零部件供应等问题导致产出水平低；消费端，产品消费停滞，市场需求受到严重抑制，对上半年的汽车市场产生了重大影响。

1.4 2019年电驱动零部件配套市场特点

随着电驱动系统的集成度不断提升，将会出现系统供应商取代原有的电机、电机控制器、减速器等部件供应商。没有系统匹配能力供应商将会逐步失去市场机会。

随着外资车型的陆续投放市场，外资龙头电驱动系统供应商（如联电、大陆、博世、博格华纳、舍弗勒、采埃孚等)的市场份额将逐渐增大，有可能占据主流市场份额，竞争将会非常激烈。自主非车企关联电驱动零部件公司将会受到冲击。

整车企业自建三电开发和生产体系的公司（如比亚迪、长城易创、华域电动等），已拆分并开发三电零部件体系供应商，使其参与市场化竞争，这无疑进一步压缩了独立供应商的市场机会。

随着补贴的逐步退坡，主机厂将成本压力必然转嫁给零部件供应商，以及行业参与者增加带来的竞争加剧，导致电驱动价格会快速下降，电驱动供应商的财务状况将日趋恶化，伴随着政策驱动向市场驱动转变的这一过程，新能源汽车行业重组淘汰会加快。

2019年新能源汽车累计销售120.6万辆，其中商用车累计销售14.6万辆，共计有230多家电机电控企业抢夺有限的市场份额。

电驱动系统成本在整车成本中占比20%，而据2017年5月由三部委联合印发的《汽车产业中长期发展规划》显示，2025年我国新能源汽车产量达到700万台，按照每辆车装配一套电驱动计算，给企业带来的可观的利润。

二. 纯电动商用车电驱动系统现状及发展趋势

2.1 纯电动商用车电驱动系统布置形式

2.2 集中式驱动布置方案解析

2.3 集中式驱动布置方案产品展示

2.4 集中式驱动系统发展趋势

单电机集成减速器纵置

推测技术走向：电机集成控制器及多挡AMT形成三合一

方案解析：

客车、轻型货车使用单电机或者搭载2挡AMT应用。重型、大型车辆搭载2-8挡AMT进行节能降耗，采用高速电机进行减重增效降本的趋势已经确立。

电机集成减速器横置

推测技术走向：高速永磁电机集成控制器及2挡AMT的三合一。

方案解析：

采用这种方案的商用车，电驱动系统通常布置在地板下部，属于中置/后置后驱。此方案生产高，系统复杂，估计将被市场所淘汰，不推荐！

平行轴/同轴/垂直轴电驱桥

推测技术走向：有双电机加多挡AMT集成电控模式，有同轴多挡三合一模式，这两种方案各有适用场景，都很有市场潜力。

方案解析：

适合重卡、特种车辆等舒适性要求低的车型应用。方便动力电池包的整车布置。是低成本的重卡车型改制方案。由于占用整车X向空间小，特别适合最近比较火的重卡快速换电车型。

这种单电机同轴方案适应绝大多数商用车车型，是最有潜力的驱动系统布置方案。图示的奥地利AVL公司的这款车桥集成了永磁同步电机、两档自动变速箱、差速器、电机控制器、驱动桥。

这是一款成功的商用车电驱动动力总成模块，符合电驱动系统集成化，轻量化、高效率的发展趋势，是值得借鉴学习并加以推广的产品。该永磁电机最高转速达到了16000rpm，额定功率可达148kW；3挡AMT扩展了电机的高效率区间；采用圆柱斜齿轮来提高传动效率，降低系统噪音。

2.5 电动箱式物流车布置方案对比分析

2.6 电动轻卡车型布置方案对比分析

2.7 分布式式驱动布置方案解析

驱动桥总成通过四处空气悬架与车身连接；

长江新能源、比亚迪、汉德车桥、方盛车桥均开发出了轮边电驱动桥产品；

这种结构常应用于8-12米大巴客车车型。

集成度高，结构紧凑；

完全释放地板下空间，有利于电池包布置；

特别适合低地板纯电动公交车使用；

重量比传统中央驱动方式轻；

簧下质量较大，对操控性略有影响；

开发难度大，制造成本较高；

系统传动效率高。

轮毂电机驱动桥：

驱动电机和减速机集成在车轮轮毂内部空间。布置方式与轮边电机驱动桥相同。

高度集成，零件数量少，结构紧凑；

释放地板下空间，有利于电池包布置；

理论上适合所有车型使用；

没有减速机构，比前者系统重量轻；

簧下质量和转动惯量大，对操控性影响大；

传动效率高，能耗少；

开发难度大，制造成本最高。

2.9 轮毂电机技术优缺点分析

轮毂电机的技术优点：

省略大量传动部件，让车辆结构更简单，有利于电池包布置，使车辆地板结构更简单；

传动效率高；

重量轻；

可实现多种复杂的驱动方式：由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。

同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向，对于特种车辆很有价值；

理论上适用于几乎所有车型。

轮毂电机的技术缺点：

轮毂电机较大幅度地增大了簧下质量，同时也增加了轮毂的转动惯量，这对于车辆的操控性能是不利的。

电制动性能有限，维持制动系统运行需要消耗不少电能：

由于轮毂电机系统的电制动容量较小，不能满足整车制动性能的要求，都需要附加机械制动系统；但由于空间有限，设计机械制动系统十分困难。

没有了传统内燃机带动的真空泵，就需要电动真空泵来提供刹车助力，但也就意味着有更大的能量消耗。

轮毂电机工作的环境恶劣，面临水、灰尘等多方面影响，在密封方面也有较高要求，同时在设计上也需要为轮毂电机单独考虑散热问题。

三. 新能源商用车电控系统现状及发展趋势

3.1 电控系统的应用现状

3.2 乘用车电控系统技术发展趋势

3.3 一种高密度水冷电容电机控制器的技术设想

我一直在想，对于薄膜电容这个大块头怎么没人向它下手呢？它完全可以负担起更大的责任：作为IGBT固定和冷却的载体，使电容也能借个光。不管你们认不认可，有没有用，合不合理，我是申请了专利了。核心创新思想就是打破零部件之间的固有认知壁垒，“王侯将相宁有种乎？”让薄膜电容也做一次控制器的老大。以上言论纯属主观个人臆断，无任何可靠依据，观众批判借鉴，若有损失作者概不负责。丑话说前边，别总说我误导大众，开个号就是为了表述个人观点方便些，我又不是圣人，啥都懂得那么彻底，求同存异，欢迎讨论分享，但请包容相待，良言一句三冬暖，恶语伤人六月寒。