2022年12月15日 | 超融合电驱动系统的实现路径及关键技术分析

2022年前10月，国内乘用车市场三合一电驱动系统配套份额接近63%，其中，TOP15供应商占比83%，得益于其搭载车型的畅销，华为的三合一/多合一电驱系统搭载量进入前15位。

2022年12月7-8日，由盖世汽车主办的2022第三届汽车电驱动及关键技术大会上，华为数字能源技术有限公司智能电动领域副总裁彭鹏介绍，华为推出的超融合电驱动系统DriveONE集成了MCU、电机、减速器、DCDC（直流变换器）、OBC（车载充电机）、PDU（电源分配单元）、BCU（电池控制单元）七大部件，在轻量化、安全性、高功率等领域具备突出优势。

彭鹏 | 华为数字能源技术有限公司智能电动领域副总裁

我带来的演讲主题是《融合极简，云智归一——超融合电驱动系统的关键技术》，主要从产业的发展角度来谈一下超融合电驱动系统的发展趋势、必要条件和充分条件，在这条路上会经历的问题，以及关键技术探索。

电动化产业的发展历程

从OEM车型开发的角度看，电动化发展的进程可以分为三个阶段，第一个阶段是在2018年前，OEM厂商遵循传统的开发和销售模式——“所售即所得”，以车为中心，关注电动化的实现；第二个阶段在2018年后，以新势力为代表的新型车企业开始关注以人为中心的电动车的开发，像“用户体验”这样的词开始流行，大家开始关注充电体验、动力性体验、防晕体验，也基于汽车开发出各种使用场景，比如露营模式……未来还包括智能座舱、智能驾驶等方面的一系列新体验，所以在这个阶段，车企开始提供更加个性化、差异化的服务。

第三个阶段，我们认为，是从明年开始，也就是2023年-2030年，汽车变成以人为中心的智能移动空间，这一业态会催生更多的跨界融合：移动咖啡屋、书吧、邮局……。智能网联对于平台、架构和开发模式都提出了新的挑战，传统电子电气架构下的总线式控制已不能满足未来动力与智能化的需求。我们知道，总线式控制下会有很多小的控制单元ECU，这些ECU的能力都是非常有限的，在后续演进升级过程中也存在各种问题。

因此，为了解决这些问题，汽车的电子电气架构首先会向中央集成式演进，在演进过程中又可以分为过渡态，比如域控制态，这会提升智能化的性能和OTA能力。总而言之，目前的发展态势是从功能车向智能车转变，包括基于服务的SOA架构、软件定义汽车、OTA的大范围使用、常用常新等等，这就要求企业必须适应架构融合和控制归一，这也就是为什么超融合一定是未来的方向，只有实现了多合一，OTA的升级才会更迅速，比如动力域，可以在线标定，保持性能持续处在最佳状态，实现实时的电池安全、健康监测。

动力域超融合趋势分阶段发展

整车轻量化、开发模块化和特性智能化是未来的技术发展方向。现在，电动汽车迭代的时间已经从40-50个月减少到20余月，进一步会缩减至十余月，要实现这一点，必须有模块化的开发流程。另外智能化、安全可靠等等，这些都是对高集成的要求。

我们认为，动力域集成可以分为三个阶段，首先是目前的三合一集成阶段：将MCU、电机、减速器集成在一起；接着是华为处于领先队列的六/七/八合一融合阶段，是将传统大小三电的融合，即三合一电驱系统与三合一OBC融合；未来还会走向N合一超融合，按照汽车部位进行区分，上部是驱动、热、锂超融合，做集成电控电芯，另一种是滑板底盘的路线。

图片来源：华为数字能源

实际上，第二阶段已实现整车轻量化、模块化和智能化，主要是通过硬件融合、电气融合、芯片融合去实现的。当前，市面上很多的多合一系统只是简单的硬件叠加，我们也在向壳体融合方向发展，包括电气融合、单板融合、软件控制和芯片融合，给车企带来的价值就是：节省开发成本、整机轻量化、提升续航里程、整机模块化、更便于布置。

2020年，华为在北京车展发布了超融合七合一电驱系统，实现了多项领先技术，能够带来融合极简、安全可靠、卓越体验、AI云智，“融合极简”意思是实现了开发、适配、布置上的极简化，“安全可靠”主要是指实现电池安全，“卓越体验”包括快充、续航、驾乘等体验，“AI云智”包括OTA智能等。

图片来源：华为数字能源

DriveONE超融合电驱系统

接下来介绍DriveONE超融合电驱系统，华为推出的超融合电驱动系统DriveONE集成了MCU、电机、减速器、DCDC（直流变换器）、OBC（车载充电机）、PDU（电源分配单元）、BCU（电池控制单元）七大部件。

为什么说超融合能给主机厂节省大量的开发成本，试想传统的独立式ECU开发模式，要由很多团队去定义不同的部件，从供应商管理、集成、验证这些步骤都需要大量的时间和人力成本。相比传统，3+3的集成模式相当于将两个团队融合成一个，不仅可以节省成本，也可以缩短整个开发的上市周期。

要实现超融合，有以下几个关键技术要提前实现，包括高转速、集成散热、智能油冷技术，比如高转速需要高强度转子、高速电磁方案、高速齿轴、高速轴承等部件的集成。

DriveONE超融合电驱系统在突破以上技术之后，能够提供的第一个价值是：相比于3+3电驱系统，体积减少20%，重量减少15%，有利于车辆的布设和扩大车内空间。

在功率方面，DriveONE超融合电驱系统覆盖了120kW-150kW，可以适应不同车型的需求。在产线方面，超融合有助于缩短装配时间，提升下线的节拍率，就不完全统计，至少可以提升20%的节排率。

性能方面，DriveONE超融合电驱系统可以在智能油冷的加持下，实现更高的动力性能，包括持续高车速和多循环零-百公里加速，在NVH驾乘体验上也表现优异。

图片来源：华为数字能源

以上是DriveONE超融合电驱系统所能带来的卓越体验，接下来谈谈这一系统的可靠性，华为致力于高可靠性设计及验证、高自动化产线保障，从而满足产品在安全上的要求。

在设计方面，华为以满足15年30万公里的要求为目标，对部件进行全生命周期工况定义，我们也引入了AI管理技术，对电机的核心器件进行性能方面的三阶段可靠性设计与优化，这些产品会经历严苛的测试与验证环节，我们也打造了高自动化产线作为这些产品的良率保障。

融合架构下，DriveONE超融合电驱系统也加入了创新的功能安全设计，高集成度不仅带来了从部件到系统的高安全性，还可以实现从单机模拟到整车运行的场景模拟，将行车场景中的电机角度感异常、DCDC供电异常、充电场景中的OBC失效过充等进行模拟，从而保障全场景全系统的高功能安全的实现，达到ASIL D的水平。

图片来源：华为数字能源

再看网络安全，网络安全是华为比较擅长的，我们做了30年的世界一流的ICT供应商，可以将此前的技术经验应用到车端，为智能车的动力域系统提供三横五纵的多层防护。

总而言之，要实现智能化，行业必然走向域控制架构，而超融合就是域控趋势下的必经之路，要实现超融合，不仅要实现硬件融合，还要实现软件融合和芯片融合，华为正在向这一阶段迈进，我们也将软件架构注入到电驱动的开发中，实现CP+AP的开发结构分层解耦，为后期OTA之下动力域的持续迭代打下坚实的基础。