“小三電”是OBC、DC/DC、PDU三大類電源產品,三者一同搭建了汽車內部的“能源網絡”。OBC(充電機)負責將來自電網的交流電轉換成直流電給電池充電。汽車電氣電子系統中,不同部件需要的電壓等級不盡相同,故需要DC/DC(直流-直流變換器)轉換電壓;PDU(高壓配電盒)負責內部“電氣能源網架”的互聯互通。
當前,小三電市場參與者是由整車廠和第三方構成,市場集中度較高。根據NE時代新能源數據顯示,2021年乘用車OBC裝機數量TOP5分別為威邁斯、弗迪動力、富特科技、特斯拉、鐵城科技,市場份額分別為20.9%、15.8%、11.9%、10.8%、8.5%。
電機屬于傳統的重資產行業,產能建設、釋放較為緩慢,投資金額也更高。相比之下,電源系統產品產能更具彈性,因此對于企業來說,產能不太可能成為最大掣肘。未來,如威邁斯等具有更高訂單獲取能力、更強成本管控能力的企業將從市場競爭中脫穎而出。
行業產品集成化趨勢不變
技術持續演進,集成化趨勢同樣顯著,下階段威邁斯等企業的軟硬件能力都將迎來考驗。早期車載電源產品主要采用模擬控制技術,產品功能較為單一,配套的軟件只具備檢測功能,不能實現精準控制。
隨著市場需求的變化,車載電源產品向數字化技術轉變,能夠實現復雜的控制算法,實現輸出參數的靈活調整和精準控制,提高了軟件系統的操控性,包括車載電源的診斷、升級和參數調整等應用需求。
下一代車載電源產品將向集成化轉變,在硬件、軟件、體積、重量四個維度實現創新突破。硬件上有望將進一步采用更高性能的碳化硅器件;軟件上將開發過程轉換為模型化編程及滿足AU-T-O-S-AR的接口方式,提升軟件穩定性和靈活性;在體積和重量上實現小型化、輕量化。
集成化:1+1+1>3,深度集成方興未艾
值得注意的是,1+1+1>3,電驅動由最初“結構集成”向“深度系統集成”演進,集成化“多合一”總成產品成為主流趨勢。
以往動力系統的電機、電控、電源多單獨采購,根據其電氣、機械結構進行集成組裝;隨著新能源汽車零部件要求不斷提高,“多合一”總成產品通過巧妙設計將電機、電控、減速器、電源“深度集成”,減少彼此間的連接器、冷卻組件、高壓線束等部件。
“多合一”集成式系統相比分體式產品的優勢主要體現在以下方面:1、性能更優,降低了各部件之間連接部位的效率損耗,提高整車的NVH性能,從而提高了集成系統的可靠性。
2、成本更低,集成式電驅動系統可以減少車內部的高壓線束、連接器數量,節約線束與連接器成本,從而使集成式系統更具有經濟性。更省空間:集成式產品體積更小、重量更輕,有利于節省車內空間。
現有集成產品以“三合一”為主,集成度更高的“多合一”新產品也在不斷問世。
根據NE時代新能源數據顯示,2022年1-4月新能源乘用車搭載的電驅動系統中,分體式、電機/電控“二合一”合計占比為44%,“三合一”占比為52%,“多合一”占比為4%。同時,OBC、DC-DC、PDU等充配電系統集成產品應用也不斷增加,結合電驅系統集成產品將形成集成度更高的多合一平臺。
其中,華為七合一系統集成了MCU、電機、減速器、DC-DC、OBC、PDU、BCU七大部件,具有開發簡單、適配簡單、布置簡單、演進簡單等優勢。相較于“三合一”,該產品體積減小20%、重量減輕15%。
此外,上汽變速器&威邁斯的七合一系統也集成電機、電控、減速器、OBC、DC-DC、PDU、BCU七大部件。
從行業研發方向來看,多合一的集成方式,雖然多為概念性或者初步研發、送樣驗證階段,但毋庸置疑它將是未來新能源汽車重點研發方向。而無論是未來的多合一,還是眼下的小三電深度集成,都將給威邁斯等第三方廠商產品未來的研發成本、空間利用和模塊化設計帶來新的研究課題。
審核編輯黃宇
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