[汽車之家 技術]  集成化設計,，用白話說就是“多合一”，在汽車領域,，集成化設計比較普遍,，比如我們今天要聊的集成化電驅動系統(tǒng)；千萬不要小看電驅動系統(tǒng)的集成式設計,，它能讓我們獲得更大的乘坐,、儲物空間，甚至還能為我們省電,；那么究竟什么樣的電驅動系統(tǒng)才算集成式設計呢,？它不會給我們帶來弊端嗎？這又是不是未來的正確發(fā)展方向呢,？

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1,、電驅動系統(tǒng)由電控系統(tǒng)、電動機,、逆變器,、減速器等部件組成,；

2、集成化電驅動系統(tǒng)由最初的二合一設計,，演變成三合一設計,、集成式電驅動橋設計；

3,、集成化電驅動系統(tǒng)有效降低了生產(chǎn)成本,，減小了系統(tǒng)體積、重量,，也使其布局更加靈活,；

4,、集成化電驅動系統(tǒng)的熱管理更加復雜,、維修不便利、故障率可能增加,；

5,、集成化電驅動系統(tǒng)是發(fā)展趨勢，但日后電驅動系統(tǒng)如何集成充滿各種可能性,。

● 老說電驅,，電驅都有啥？

　　電驅動系統(tǒng)包含的部件較多,，比如電控系統(tǒng),、電動機、逆變器,、減速器等等,，電動機大家一定非常熟悉，但電控系統(tǒng),、逆變器,、減速器這些部件的作用都是什么呢？它們在整個電驅動系統(tǒng)中充當了什么角色呢,？

　　首先整個驅動模塊的“大領導”就是電控系統(tǒng),，若沒有電控系統(tǒng)的“指揮”，驅動模塊的各部件就像一群無組織的孩子,，根本不知道如何做到有條不紊,。而電控系統(tǒng)又可分為四個模塊，分別是整車決策模塊（VCU）,、驅動系統(tǒng)模塊（MCU）,、電池控制模塊（BMS）以及電子管理模塊（BMU）。

　　負責指揮電機如何工作,、如何輸出動力的模塊即MCU（驅動系統(tǒng)模塊）,，其可實現(xiàn)對電機功率單元,、扭矩、功率,、轉速,、電流轉換的控制。MCU將控制指令轉換為信號傳遞給IGBT,，IGBT再接收,、執(zhí)行這些指令。

　　IGBT是MCU的“下家”,，同時又是逆變器的核心,、執(zhí)行單元，IGBT的作用即是指揮逆變器對電流做出正確的轉換,；逆變器又有什么作用呢,？由于電機需要的是交流電，而動力電池所提供的電流為直流電,，所以這中間就需要逆變器來轉換——將電池輸出的直流電轉換為交流電傳遞給電機,。

　　逆變器將電池中的電流傳遞到電機，電機是不是就可以直接驅動車輪了呢,？如下圖所示,，電機的動力輸出特性為：從0rpm/min開始輸出峰值扭矩，但當電機轉速高于恒扭矩區(qū)間時,，電機扭矩就會有所下降,，所以這時就需要減速器的介入，減速器通過多級齒輪的傳動即可實現(xiàn)降低轉速,、提升扭矩的效果,，從而滿足車輛高速行駛時對扭矩的需求。

● 什么樣的電驅動系統(tǒng)算是集成化,？

　　我們說完了電驅動系統(tǒng)的幾部分,，那是不是直接把這幾部分用連接線連起來就行呢？最初的電驅動系統(tǒng)確實不存在集成式設計,，其電機,、逆變器、充配電系統(tǒng)等部件均單獨布置,，各部件間靠線束連接即可,，這也導致當時的電動車驅動系統(tǒng)如下圖所示，看起來十分復雜,。集成化電驅動系統(tǒng)如何實現(xiàn)呢,？雪佛蘭Bolt(參數(shù)|詢價)就采用了二合一電驅動系統(tǒng)，二合一也是最初的集成式設計。

　　雪佛蘭Bolt將永磁電機,、減速器與車橋集成在一起,，形成了簡單的集成式電驅動橋。雖然雪佛蘭Bolt結構圖中各部分看起來還是比較復雜,，但至少其驅動橋做到了二合一,，如果單看驅動橋的話，如此集成化設計確實縮短了各部件間的距離,，使整體結構變得更加緊湊,。

　　除了雪佛蘭Bolt的電驅動橋，零部件供應商博格華納,、采埃孚的集成式電驅動橋也是當今電動車領域集成化應用的例子,，它們所做的集成化系統(tǒng)由二合一升級成了三合一、多合一,；以博格華納的31-01型eGearDrive電驅動橋為例,，其將電機、電控,、減速器等部件與車橋相結合,，相比普通電驅動系統(tǒng)來說,，它同樣做到了結構緊湊,、重量較輕，特斯拉Roadster搭載的就是該電驅動橋,，且目前該產(chǎn)品已被特斯拉買斷,。

　　除了國外的產(chǎn)品，目前許多中國品牌電動車也趨向于采用高度集成化的電驅動系統(tǒng),。比如蔚來的電驅動系統(tǒng),、比亞迪e平臺的驅動模塊，它們采用不同形式將電機,、電控,、逆變器、減速器中的三種集成在了一起,，業(yè)界也稱之為三合一集成式設計,，目前三合一也是比較常見的集成化方式。

　　我們以蔚來汽車的“三合⼀”⾼度集成化電驅動單元（PEU,GB,EM）為例,，PEU即逆變器,，GB即Gearbox減速器，EM即E-Motor一體集成電機,，此外其逆變器本身還集成了電機控制器,、IGBT，所以其整個驅動單元實際包括了電動機,、減速器,、逆變器,、電機控制器、IBGT,。

　　再以比亞迪e平臺的多合一動力模塊為例,，其三合一動力模塊集成了電機、減速器,、驅動系統(tǒng)電控,；此外，其高壓充配電系統(tǒng)也是通過集成了車載充電器,、逆變器,、配電箱而實現(xiàn)的高壓電三合一模塊，甚至其各種車身控制器也都集成在了一塊PCB板上,，這些集成化模塊組合起來也就誕生了比亞迪e平臺的“33111”（驅動3合1,、高壓3合1、1塊多合一控制器,、1塊配備DiLink系統(tǒng)的屏幕,、1塊高性能電池）。

　　既然如今國內外有這么多制造廠商都在做集成化電驅動系統(tǒng),，證明“集成式”設計確實有其獨到之處,，那么我們就聊一下它為何如此受歡迎，再聊聊它存在哪些弊端呢,？