商用車電驅動系統發展趨勢
作者吳慶國版權歸電動新視界所有，轉載請註明出處。
目錄
一、國內新能源汽車發展概況
二、純電動商用車電機系統現狀及發展趨勢
三、新能源商用車電控系統現狀及發展趨勢
四、插電式混合動力商用車電驅動系統現狀
五、總結與建議
一.國內新能源汽車發展概況
2020年8月，統籌推進疫情防控和經濟社會發展工作取得積極成效，企業加快實現復工復產復市，穩崗就業紮實推進，同時伴隨中央及地方政府一系列利好政策的拉動，消費信心得到提升，部分消費者被抑制的需求也加快釋放，汽車市場逐步恢復。
1.1國內新能源汽車市場銷量
2020年7月新能源汽車產銷分別完成10萬輛和9.8萬輛，同比累計分別增長15.6%和19.3%。
1-7月，新能源汽車產銷分別完成49.6萬輛和48.6萬輛，同比累計分別下降31.7%和32.8%。
1-7月，新能源商用車產銷均完成5萬，同比累計分別下降24.5%和26.6%。
1.22020年國內新能源汽車市場結構
1-7月，純電動汽車產銷分別完成38萬輛和37.8萬輛，同比分別下降35%和34.3%。
1-7月，插電式混合動力汽車產銷分別為11.6萬輛和10.8萬輛，同比分別下降17.4%和26.4%。
燃料電池汽車產銷分別完成397輛和407輛，同比分別下降66.1%和63.2%。從銷量數據上看，純電動汽車仍是目前市場上主流技術路線，其佔比達76.8%，與去年基本持平。
1.3商用車技術路線分析
1-7月，新能源純電動商用車累計銷售4.6萬輛，同比累計下降26.9%，佔新能源商用車市場份額的93.1%。
1-7月，插電式混合動力商用車累計銷售3000輛，同比累計下降7.4%，佔新能源商用車市場份額的6.9%。
根據市場的需求趨勢，純電動商用車在未來幾年仍將是主流的技術路線。
受新冠肺炎疫情的嚴重影響，汽車行業產銷出現大幅下滑。生產端，企業因復工進度慢、零部件供應等問題導致產出水平低；消費端，產品消費停滯，市場需求受到嚴重抑制，對上半年的汽車市場產生了重大影響。
1.42019年電驅動零部件配套市場特點
隨着電驅動系統的集成度不斷提升，將會出現系統供應商取代原有的電機、電機控制器、減速器等部件供應商。沒有系統匹配能力供應商將會逐步失去市場機會。
隨着外資車型的陸續投放市場，外資龍頭電驅動系統供應商（如聯電、大陸、博世、博格華納、舍弗勒、採埃孚等)的市場份額將逐漸增大，有可能佔據主流市場份額，競爭將會非常激烈。自主非車企關聯電驅動零部件公司將會受到衝擊。
整車企業自建三電開發和生產體系的公司（如比亞迪、長城易創、華域電動等），已拆分並開發三電零部件體系供應商，使其參與市場化競爭，這無疑進一步壓縮了獨立供應商的市場機會。
隨着補貼的逐步退坡，主機廠將成本壓力必然轉嫁給零部件供應商，以及行業參與者增加帶來的競爭加劇，導致電驅動價格會快速下降，電驅動供應商的財務狀況將日趨惡化，伴隨着政策驅動向市場驅動轉變的這一過程，新能源汽車行業重組淘汰會加快。
2019年新能源汽車累計銷售120.6萬輛，其中商用車累計銷售14.6萬輛，共計有230多家電機電控企業搶奪有限的市場份額。
電驅動系統成本在整車成本中佔比20%，而據2017年5月由三部委聯合印發的《汽車產業中長期發展規劃》顯示，2025年我國新能源汽車產量達到700萬台，按照每輛車裝配一套電驅動計算，給企業帶來的可觀的利潤。
二.純電動商用車電驅動系統現狀及發展趨勢
2.1純電動商用車電驅動系統佈置形式
2.2集中式驅動佈置方案解析
2.3集中式驅動佈置方案產品展示
2.4集中式驅動系統發展趨勢
單電機集成減速器縱置
推測技術走向：電機集成控制器及多擋AMT形成三合一
方案解析：
客車、輕型貨車使用單電機或者搭載2擋AMT應用。重型、大型車輛搭載2-8擋AMT進行節能降耗，採用高速電機進行減重增效降本的趨勢已經確立。
電機集成減速器橫置
推測技術走向：高速永磁電機集成控制器及2擋AMT的三合一。
方案解析：
採用這種方案的商用車，電驅動系統通常佈置在地板下部，屬於中置/後置後驅。此方案生產高，系統複雜，估計將被市場所淘汰，不推薦！
平行軸/同軸/垂直軸電驅橋
推測技術走向：有雙電機加多擋AMT集成電控模式，有同軸多擋三合一模式，這兩種方案各有適用場景，都很有市場潛力。
方案解析：
適合重卡、特種車輛等舒適性要求低的車型應用。方便動力電池包的整車佈置。是低成本的重卡車型改制方案。由於佔用整車X向空間小，特別適合最近比較火的重卡快速換電車型。
這種單電機同軸方案適應絕大多數商用車車型，是最有潛力的驅動系統佈置方案。圖示的奧地利AVL公司的這款車橋集成了永磁同步電機、兩檔自動變速箱、差速器、電機控制器、驅動橋。
這是一款成功的商用車電驅動動力總成模塊，符合電驅動系統集成化，輕量化、高效率的發展趨勢，是值得借鑑學習並加以推廣的產品。該永磁電機最高轉速達到了16000rpm，額定功率可達148kW；3擋AMT擴展了電機的高效率區間；採用圓柱斜齒輪來提高傳動效率，降低系統噪音。
2.5電動箱式物流車佈置方案對比分析
2.6電動輕卡車型佈置方案對比分析
2.7分佈式式驅動佈置方案解析
2.8分佈式電驅動系統佈置方案對比
輪邊電機驅動橋：
驅動橋總成通過四處空氣懸架與車身連接；
長江新能源、比亞迪、漢德車橋、方盛車橋均開發出了輪邊電驅動橋產品；
這種結構常應用於8-12米大巴客車車型。
集成度高，結構緊湊；
完全釋放地板下空間，有利於電池包佈置；
特別適合低地板純電動公交車使用；
重量比傳統中央驅動方式輕；
簧下質量較大，對操控性略有影響；
開發難度大，製造成本較高；
系統傳動效率高。
輪轂電機驅動橋：
驅動電機和減速機集成在車輪輪轂內部空間。佈置方式與輪邊電機驅動橋相同。
高度集成，零件數量少，結構緊湊；
釋放地板下空間，有利於電池包佈置；
理論上適合所有車型使用；
沒有減速機構，比前者系統重量輕；
簧下質量和轉動慣量大，對操控性影響大；
傳動效率高，能耗少；
開發難度大，製造成本最高。
2.9輪轂電機技術優缺點分析
輪轂電機的技術優點：
省略大量傳動部件，讓車輛結構更簡單，有利於電池包佈置，使車輛地板結構更簡單；
傳動效率高；
重量輕；
可實現多種複雜的驅動方式：由於輪轂電機具備單個車輪獨立驅動的特性，因此無論是前驅，全時四驅在輪轂電機驅動的車輛上實現起來非常容易。
同時輪轂電機可以通過左右車輪的不同轉速甚至反轉實現類似履帶式車輛的差動轉向，大大減小車輛的轉彎半徑，在特殊情況下幾乎可以實現原地轉向，對於特種車輛很有價值；
理論上適用於幾乎所有車型。
輪轂電機的技術缺點：
輪轂電機較大幅度地增大了簧下質量，同時也增加了輪轂的轉動慣量，這對於車輛的操控性能是不利的。
電制動性能有限，維持制動系統運行需要消耗不少電能：
由於輪轂電機系統的電制動容量較小，不能滿足整車制動性能的要求，都需要附加機械制動系統；但由於空間有限，設計機械制動系統十分困難。
沒有了傳統內燃機帶動的真空泵，就需要電動真空泵來提供剎車助力，但也就意味着有更大的能量消耗。
輪轂電機工作的環境惡劣，面臨水、灰塵等多方面影響，在密封方面也有較高要求，同時在設計上也需要為輪轂電機單獨考慮散熱問題。
三.新能源商用車電控系統現狀及發展趨勢
3.1電控系統的應用現狀
3.2乘用車電控系統技術發展趨勢
3.3一種高密度水冷電容電機控制器的技術設想
我一直在想，對於薄膜電容這個大塊頭怎麼沒人向它下手呢？它完全可以負擔起更大的責任：作為IGBT固定和冷卻的載體，使電容也能借個光。不管你們認不認可，有沒有用，合不合理，我是申請了專利了。核心創新思想就是打破零部件之間的固有認知壁壘，“王侯將相寧有種乎？”讓薄膜電容也做一次控制器的老大。以上言論純屬主觀個人臆斷，無任何可靠依據，觀眾批判借鑑，若有損失作者概不負責。醜話説前邊，別總説我誤導大眾，開個號就是為了表述個人觀點方便些，我又不是聖人，啥都懂得那麼徹底，求同存異，歡迎討論分享，但請包容相待，良言一句三冬暖，惡語傷人六月寒。
打破傳統塑料外殼電容的封裝形式，採用鋁壓鑄金屬外殼作為薄膜電容的承載殼體，將電容與殼體融為一體。
電容處於水道周圍，散熱效率獲得極大提高；
共模電感、直流母排與接插件等均置於電容的封膠範圍，這樣做的好處是：封膠工藝使內部零件裝配牢固，熱傳導性好，散熱效率高；殼體空間利用率最大化，將電容安裝腳等閒置空間充分利用起來。
直流高壓端子與電容銅排直接連接，節省轉接銅排，同時處於電容封膠區域，提高接插件的散熱能力；
全汽車及元件，最高耐温125°（薄膜電容105°）功率上限大幅提升；
薄膜電容內部設置温度傳感器，將電容的温控納入到監控範疇，增加電容的自我保護功能，增加薄膜電容的耐久性。
四.插電式混合動力商用車電驅動系統現狀
五.總結與建議
5.1技術發展趨勢
5.2行業現狀及應對建議
行業洗牌加劇，整車企業兼併重組加快。“”做好客户背景調研，選擇優質可持續發展客户。
新能源車企眾多且技術佈局各異，但市場小無法規模化降本。“”柔性化生產來應對小批量多樣化。
零部件行業提前進入價格戰，產業鏈降本壓力白熱化。“”精益化生產，降本增效。
整車廠自建供應鏈導致市場機會被壓縮。“”發掘市場需求空白點或者向整車廠出讓部分股權，成為整車廠供應鏈的一員；入不了整車廠法眼的中小企業加強深度合作或建立產業聯盟。
市場換擋＆結構升級＆多技術路徑探索使企業不堪重負。“”簡化審批流程，提高研發效率，縮短研發週期，以適應快速多變的市場需求。
新能源技術路線的不確定，尤其是集成化路線。“”零部件企業應及時跟蹤技術動態，防止提前過多投入或投入滯後。不可完全抄襲，一定要有所優化升級甚至是有一定的技術前瞻性。
行業變現能力差，普通消費者對新能源商用車不買賬。“”供應鏈企業與地方政府合作成立運營公司，減少客户用車顧慮，增加整車廠銷量，盤活供應鏈產業資本。
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