集成化+高压化趋势下，纬湃科技的关键电驱技术探索

如今，新能源汽车迎来800V风威科技致力于为可持续出行提供先进的动力总成技术，通过为电动，混合动力和内燃机驱动系统提供关键零部件和智能系统解决方案，让出行更清洁，更高效，更经济

2022年12月7—8日，在盖世汽车主办的2022第三届汽车电驱动及关键技术大会上，威派科技中国科技与创新部总监王海波指出，目前将电压从400V提升到800V有三种解决方案，分别是重置电池，通过升压转换器升压，利用现有电机和逆变器升压。

威派科技中国技术创新部总监

我的内容主要分为四个部分:威派科技及其解决方案，电驱动架构的演进趋势，DC boost充电和多功能电子箱在此趋势下的技术发展，威派科技对全生命周期减碳的探索。

威派技术及其解决方案

威派科技在动力总成方面积累很多，可以提供涵盖内燃机，混动，电动的完整解决方案我们的总部在德国，在全球有50多个生产基地，员工近4万人2021年总销售额为83亿欧元

在中国，威派科技的总部在上海，生产电驱动相关产品的工厂在天津2019年，威派科技第三代电驱动系统投产，2021年成立为亚洲提供电驱动R&D服务的天津新能源R&D中心

比较新的产品是第四代800V油冷电传动，采用最新的碳化硅技术和八层扁线，实现了电机+电传动+减速器三合一，并配有充电和升压功能这种电机不仅可以作为驱动单元，还可以代替PTC用于主动升温

电驱动建筑的驱动因素及发展趋势

目前，电驱动架构正朝着高电压方向发展我们认为这种现象背后有以下几个驱动力:第一，成本如果能降低成本，可以促进电动汽车的整体普及，提高市场份额这是一个永恒的话题

第二是行驶里程，背后是电驱系统效率的提升直接表现就是容量/体积更小的电池也能达到同样的续航里程，这也是降低成本的路径

第三是功率密度，体积密度，重量密度未来整个功率密度还有很大的提升空间

最后，双碳的影响，企业在设计产品架构时应该参考全生命周期减碳的角度。

总而言之，以上四个方面将是驱动电驱动架构演进的核心要素，那么电驱动架构将如何演进。我们认为会有三个阶段:

在完全分离的初期，各部分是分离的，在整合阶段的现阶段，实现三大和小三的整合，在未来的全面集成阶段，类似7合1，8合1的应用会更多在这三个阶段的演进中，集成思路也将从机械和电路控制转向功能集成和软件集成这是我们对整个趋势的预测

DC升压充电及多功能电子箱的研制

基于这种趋势，威派科技也做了一些探索这里主要介绍DC升压充电和多功能电子箱两项技术

首先是高压充电800V平台元年即将开启，但很多充电桩还是400V如何实现400V到800V的转换我觉得一般会有三种解决方案

首先是重置电池，把800V的电池换成两个400V的，充电桩还是用400V这个方案在欧洲相当流行第二种是用DC升压变换器升压三是通过复用逆变器和电机电感实现升压充电，即DC升压逆变器

考虑到成本和经验，我们认为DC升压逆变器是一种更合适的方法。

这三种解决方案各有利弊重置电池相对复杂，在切换过程中存在短时掉电的风险，因为在切换过程中需要完全切断电源如果直接使用DC升压转换器，主要成本来自额外的部件，充电功率完全取决于升压转换器

DC boost逆变器是一种理想的方案，相当于利用汽车现有的电驱动系统，复用逆变器和电机，达到最高的性价比。

下图显示了我们的拓扑图和模拟模型的关键参数电机电感和互感取决于电机设计主要影响参数为开关频率和母线电容，其他为次要影响参数右图可以看出，开关频率对DC升压电容的大小影响很大，充电桩要求电流纹波最大峰值不超过9A

以下是实测数据当充电功率大于40kW时，我们都可以达到95%以上的充电效率最大充电功率可达峰值功率120kW，充电效率97.3%，纹波电流小于3A

第二个是多功能电子箱这款产品的初衷是将行驶，充电，反向充电的功能集成在一个部件中其核心是专用逆变器，每相由4个开关，1个电感和1个电容组成的DC变换器，通过复用滤波，控制，冷却和外壳，实现双向升降压，降低成本和体积

该多功能电子箱完全独立于车用电池电压电机，可通过中间电源连接单元连接不同的用电或供电单元，实现交流充电，三相交流充电，高压充电，400V/800V，反向充电，电力驱动等多种功能。

这款产品的优点是:对于充电来说，在峰值负载情况下，车载充电效率可提升1.5%，对于电力驱动，在WLTP条件下，绕组和传导损耗较小由于输出电压近似为正弦波，电机的谐波损耗大大降低，电机效率提高，因此总效率也会提高但它也面临着安全挑战，如防止额外泄漏的安全保护措施

威派技术全生命周期碳减排探索

所谓全生命周期，就是原料准备，生产，运输，使用，回收的全周期威派科技的工厂已经采购了绿色电力，生产阶段产生的碳排放几乎为零接下来的努力主要是在原材料领域，我们会和供应商合作伙伴一起，减少原材料生产阶段的碳排放

外励磁电机是一种不使用稀土，但性能与永磁电机相当的电机技术经过分析，与永磁电机相比，外励磁电机需要额外的励磁电路，增加了逆变器的体积，从而增加了逆变器的碳排放但是因为没有使用稀土材料，所以减少了电机的碳排放

总而言之，把三合一作为一个整体，在其他条件下，外激电机可以减少4%的碳排放。

最后总结一下，这次分享的重点有两个:一是电驱动架构将集成化，高压化，从机械集成，电路集成，最后到功能集成，复用基于这一趋势，我们还探索了不同的技术，如高压DC充电逆变器和多功能电子箱

其次，传统的观点是产品设计和生产要兼顾成本，性能和效率的铁三角，而现在需要加入第四个维度:全生命周期的碳排放，这将有助于全球双碳目标的达成。