十年转型,舍弗勒电驱系统竞争力仍处头部-电动汽车观察家

十年转型,舍弗勒电驱系统竞争力仍处头部

作为燃油车时代最为成功的Tire1企业,舍弗勒在电动化方面不仅没有掉队,仍然保持了头部水准。

尤其在电驱动系统中,舍弗勒都能做到某些小领域中的隐形冠军,例如电机领域,舍弗勒可以将圆线电机的槽满率做到扁线电机的水平;一款单档同轴电桥可以做到全行业扭矩密度最高、效率最高;在燃料电池领域,精密的冲压和涂层技术,让其开发和制造金属双极板得心应手。

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从48V到插混模块

早在十多年前,舍弗勒成立电驱动预研部门时,就开启了48V的研究。

在48V领域,舍弗勒和合作伙伴做了4个样车,分别是与泛亚集团做的扭矩矢量分配器电桥样车;与长安合作的,基于DCT的P2混动动力的样车;自己做的轮毂电机样车;以及与长城合作的两挡电桥的样车。

这一阶段,舍弗勒通过一系列样车奠定了其在中国发展的本土技术能力,让客户对其电驱动转型方面的技术形成新的认知。

第二阶段,是进入量产阶段。2018年,在太仓工厂投产了第一个,也就是长安P2混动模块。2019年,舍弗勒和长城,配合魏P8混动四驱车,两挡电桥在太仓投产。这两个产品都是舍弗勒在中国市场首个推出的新技术新产品,在舍弗勒集团内部也属于第一。

第三阶段,舍弗勒的合作车企逐渐扩大。例如2021年7月份,配吉利和沃尔沃全球车型,全系列PHEV车型,我们提供后驱减速箱和电机,舍弗勒投产了二合一电桥系统,这在舍弗勒集团内部又是第一个投产的系统项目。

今年年初在太仓投产的第二代混动模块,就用上了舍弗勒自制的第一个驱动电机。

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细分领域隐形冠军

在很多细分领域,舍弗勒都是隐形冠军,例如,湿式双离合器在中国的产量已经超过700万台;发动机热管理模块,到今年已经生产超过560万台套。

(1)电机布局完善,圆线槽满率与扁线电机相当

目前看,舍弗勒在电机领域已经比较完善,在乘用车领域主要布局了集中绕组、发卡式绕组圆线电机和发卡式绕组扁线电机。

其中集中绕组技术,盘式电机应用于混动和增程器方面;发卡式电机,也就是桶式电机,用于电驱动的电桥项目上面。明年七月发卡式扁线电机,将在中国投产,应用于400V的应用上。同时,400V非常容易拓展到800V的平台,共线生产。发卡式扁线电机,外形比较大,用在混动变速箱上面,计划2024年底在中国投产。

在商用车领域,针对大功率、大扭矩的需求,采用了舍弗勒独有的波绕组绕线技术。

在槽满率方面,舍弗勒在圆线电机做出了扁线电机的效果。舍弗勒四年前投产的第一代P2电机,同样的空间里,有效的铜线槽满率大约有50%,目前舍弗勒已经可以做到超过60%,也就是在同样的空间可以做出更大的动力。

舍弗勒大中华区电驱动事业部高级副总裁龚玉用介绍说,通过舍弗勒特有的集中绕组制造技术,他们将圆线变成了六边形,就像蜂窝状,有效改善了圆线和圆线之间的空间浪费,这个技术让集中绕组技术在极度需要提高效率的混动时代焕发出新的活力。

在这个盘式电机的转子里面,舍弗勒融入了湿式双离合器,用在吉利雷神动力的三挡DHT项目上面。其中舍弗勒生产的P1模块是它的核心零部件之一。

“在外面,是盘式电机,转子里面集成了双离合器,非常紧凑的结构,可以能够帮助客户把整个专用混动变速箱的轴向尺寸缩短到机制,实现与三缸机、四缸机的全系列匹配,因为必须轴向做得非常短,才能够在全系列机型上去应用。”龚玉用介绍说。

龚玉用透露,舍弗勒又开发了一个新的变型,明年有一个新的投产项目。做出的高功率版本,轴向长度为45毫米,峰值功率达到一百千瓦,在进一步采用槽内油冷技术以后,持续功率甚至达到了85kw,这在整个行业里面是非常领先的一个技术指标。

据龚玉用介绍,这款电机采用了紧凑化设计,可以帮助客户非常灵活地实现了多平台模块化应用。系统化集成可以让客户的应用过程中,开发周期缩短。平台化规划,把量与这块的速度,实现经济批量规模,把成本降到有竞争力的水平。

“这款电机的最高效率为96.5%,不算惊艳,但是中低转速1000到2500转之间,平均高效的转速区间里面,我们的平均效率超过96%。”龚玉用说道。

(2)电桥产品独树一帜

舍弗勒的竞争力表现在同轴减速箱上。

龚玉用介绍说,目前市场上看得见的绝大部分都是平行轴减速箱,技术成熟,成本相对来说也非常有竞争力。

今天新能源车有25%的市场渗透率,已经有几百万台套,市场上面95%以上,都是平行轴。

但是,舍弗勒认为,轻量化、紧凑结构设计,才是客户接下来要技术升级的真正需求点和痛点,因此深耕同轴减速箱,成功开发并实现投产。

舍弗勒同轴的基础,是来自于行星齿轮机构以及以此为基础的轻量化差速器。舍弗勒是以同轴起家,但同时兼顾平行轴减速箱。

舍弗勒平行轴减速箱是以灵活配置、紧凑应用和NVH静音水平,立足市场。

从2019年至今近乎四年,在中国市场上还没有出现能超过了舍弗勒2019年的两挡电桥的技术性能的产品。

舍弗勒的同轴减速箱有几个关键特点:

一是,效率高。全球电驱动行业里面,整个行业扭矩密度最高、效率最高。二是体积小。300mm*150mm,大约是中型的生日蛋糕。也得益于它小、轴向尺寸短,客户可以更灵活的布置,也可以将更多空间留给电池。

三是,重量轻。得益于舍弗勒轻量化差速器实现结构紧凑、重量轻。4000Nm扭矩输出扭矩的范围,市场上平衡轴拓扑结构大约重量是27公斤。舍弗勒一个减速箱可以帮助客户系统,减重14公斤左右。

(3)热管理模块走在前沿

立足于舍弗勒的传统优势,其在纯电车上热管理模块做到了低泄漏量、精确、分体控制。

一是集成水壶。集成水壶上面,有三个或者两个电子水泵,按照客户不同的需求,加上舍弗勒的低泄漏量总体控制技术和多通阀,通过集成水壶。在纯电车上的水侧,所有执行都来自于一个小的热管理模块。原来分散在客户车上不同的地方的管路、接头、阀、泵等都集成在一起。

这仍然是基于舍弗勒传统技术的积累,将发动机分体控制的热管理模块,延伸到纯电和插混上的应用。

二是,智能热管理模块。将水侧和空调侧所有零部件组合在一起,体积、重量、功能都大一倍。供客户在自己的总装线上尽可能的简化。

(4)燃料电池技术走在前沿

舍弗勒的燃料电池技术,从四五年前开始研发。自下而上,从仿真、计算、设计、制样开始,到今天舍弗勒形成了氢燃料电池领域的零部件布局,也是从零部件,逐渐提高了系统集成的程度。

零部件层面,舍弗勒有金属双极板、有转速超过二十万转的气动气膜浮动轴承、有引射器、控制单元、以及分体式控制的热管理模块。

系统层面,把膜电极金属双极板集成在一起,变成金属堆。舍弗勒的金属电堆在德国总部举行的汽车研讨会上,已经向客户展示了样车,改装了一台样车。

在中国市场,氢燃料电池应用,首先会从重卡开始我们在国内应用的第一个产品。

舍弗勒燃料电池领域,在国内的第一款产品是金属双极板。

龚玉用介绍说,今天市场上面用的80%-90%堆里面的双极板是石墨板,厚度比较厚,但技术也比较成熟。但商用车上面空间不受限制的情况下,应该说应用问题不大。但是,要在小型车上面逐渐应用,必须是金属双极板。

金属双极板领域,石墨板和金属双极板的厚度,大约差距一倍以上,石墨板一块大约是3mm,金属双极板大约一块是1mm,1mm里面其实含有两块板,两块板焊接在一起,一块板的焊接,薄壁焊接只有0.075mm。

龚玉用介绍说,源于舍弗勒在精密冲压方面的积累,这个厚度的双极板比较容易实现。

最后,龚玉用表示,舍弗勒在制造领域重投资,愿意掌控制造价值链,确保舍弗勒在供应和成本上的有效管理。在电气化转型阶段,舍弗勒会积极创新,同时也会充分发乎原有优势;在转型期坚持长期主义;大力推进本土化进展,以本土资源服务本土市场。

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