恒汉腾先进技术服务|汽车电动化:驱动电机-舍弗勒

HHT先进技术服务 2025-09-15 17:30
舍弗勒集团作为全球领先的汽车零部件供应商,自1946年成立以来始终以驱动技术为核心,在滚动轴承、动力总成及底盘系统领域占据行业主导地位。2025年完成对纬湃科技的战略合并后,集团年销售额突破250亿欧元,跃居全球零部件供应商前十强,形成覆盖电驱动、动力系统、轴承技术及工业解决方案的四大事业部架构。其旗下INA、FAG和LuK三大品牌产品广泛应用于新能源汽车、工业设备及航空航天领域,2023年以1200亿元人民币营收登顶全球轴承企业榜首。合并纬湃科技后,舍弗勒实现机械制造能力与电子软件技术的深度融合,从传统零部件供应商转型为电动化、数字化综合解决方案提供商。集团在德国慕尼黑IAA MOBILITY 2025展会上以专注驱动技术的科技公司为主题,系统展示了电气化、智能化及底盘技术的协同创新成果。 舍弗勒的电动化产品矩阵呈现全链条覆盖与高度集成化特征,其核心技术围绕电驱动系统、功率电子及热管理三大领域展开。
电驱动系统:
EMR4是纬湃科技(Vitesco Technologies)开发的第四代全集成电动车桥驱动平台,采用轴向集成设计,将电力电子逆变器、电机和减速器直线排列,显著提升了功率密度和可扩展性‌。该系统支持80kW至230kW的功率输出(10秒峰值),扭矩范围覆盖1,700Nm至4,000Nm,适用于A到J2级车辆(车重1.8吨至2.8吨)‌。
核心技术创新
1.‌轴向集成架构‌
与第三代EMR3相比,EMR4通过直线排列三大组件,优化了空间利用率,允许电机长度按60mm(入门级)、90mm(基础级)或105mm(增强级)灵活调整,适应不同车型需求‌。
2.‌效率与成本优化‌
效率提升:WLTP工况下效率较EMR3提高5.6%,功率密度增加20%以上‌。
成本降低:通过标准化接口和模块化设计,减少组件定制需求‌。
可选EESM电机:采用外部励磁同步电机(无稀土永磁体),降低转子成本并减少碳足迹,高效行驶时每公里可节省1Wh电力‌。
3.‌声学与热管理‌
通过模拟和测试优化噪声振动特性,提升驾驶舒适性;同时优化热管理设计,确保高功率输出下的稳定性‌。
4.应用与协同效应
舍弗勒与纬湃科技合作后,EMR4进一步整合了软件和电子技术优势,提供包含壳体、变速器及驻车锁止单元的完整系统解决方案‌。例如,舍弗勒负责机械部件,纬湃科技提供电机和逆变器,形成协同效应‌。
5.技术对比与扩展性
‌与EMR3对比‌:EMR4通过多标准优化设计,在效率、功率密度和成本上全面超越前代‌。
‌扩展性‌:支持从入门级到高性能车型的灵活配置,重量范围45kg至80kg‌。
6.行业影响
EMR4的推出标志着电驱动系统向高集成度、低成本和高性能方向发展,尤其适合需要快速适配多车型的电动汽车平台‌。
‌高压PCB嵌入式功率模块‌
1.‌技术原理‌:
采用功率芯片直接嵌入多层PCB板的封装技术,800V碳化硅功率模块采用PCB嵌入式设计,相比传统框架式/注塑式封装,杂散电感降低30%以上,逆变器效率提升至99%,开关损耗显著减少。该技术被视为下一代高压逆变器的标杆方案。
2.‌性能优势‌:
峰值电压达930V,支持更高直流母线电压,半导体通流能力提升10%‌。
无引线互联工艺使寿命达传统封装的数倍‌。
‌成本效益‌:减少半导体用量,降低功率模块成本,同时通过提高开关频率减少电池需求‌。
3.‌逆变砖集成方案‌
展示的800V碳化硅逆变砖集成功率模块、母线电容及高压驱动板,功率密度显著提升‌。
正在开发集成门极驱动模块的下一代逆变砖,进一步优化系统布局‌。
4.业务战略与市场定位
‌电气化转型‌:功率模块是舍弗勒电驱动产品组合的关键,公司通过20年技术积累(第四代产品已商用)巩固行业领导地位‌。
‌客户价值‌:提供定制化解决方案,如灵活布局的电驱系统,助力整车降本与性能提升‌。
5.未来规划
‌量产计划‌:2026年天津基地投产,支持800V平台车型的规模化应用‌。
‌技术扩展‌:持续开发高集成度逆变砖,探索碳化硅(SiC)等宽禁带半导体材料的潜力。
热管理优化
集成式冷却系统针对电机定转子设计流道板,结合冲压与注塑工艺提升散热效能,延长电池寿命。此外,轮辐式减振器与电动凸轮相位调节系统进一步优化混动专用发动机性能。‌
1.‌技术原理‌
采用双旋转滑阀设计,分别控制水箱冷却剂流量和发动机缸盖/缸体冷却回路,实现精准温控。
‌优势‌:
缩短发动机暖机时间,降低摩擦损耗,优化燃烧效率,减少CO₂排放。支持启停系统及混合动力车型,纯电动模式切换时显著降低摩擦功率。
2.‌应用范围‌
覆盖宝马3缸(B38)、4缸(B48)及6缸(B58)发动机,适配超200万辆汽车保有量。
3.‌轻量化热管理系统专利‌
‌设计创新‌:采用一体成型分配器与分离器,流道优化后重量减轻,结构更紧凑,适用于电动车续航提升需求。
‌制造优势‌:减少部件数量,降低生产成本,同时提高系统可靠性。
4.‌智能热管理解决方案‌
‌功能扩展‌:支持电池、电机及电子元件的冷却控制,通过智能感知技术动态调节冷却支路流量。
‌策略优化‌:基于快速暖机、降低摩擦等原则,定制化设计阀门开口逻辑。
5.市场与客户价值
‌售后市场覆盖‌:从大众集团扩展至宝马、MINI,提供原厂级维修方案。
‌环保效益‌:通过精准温控延长组件寿命,减少碳排放,符合全球电动化趋势。
技术协同效应
技术协同效应在合并后尤为突出:纬湃科技的电子控制单元与舍弗勒的机械执行机构形成互补,例如后轮转向系统与免接触传感器通过垂直整合实现智能化升级。这种技术融合使舍弗勒能够提供从基础零部件到完整系统的电动化解决方案,覆盖氢燃料电池、800V高压平台等前沿领域。 舍弗勒在电动化领域的竞争优势源于其技术协同效应与垂直整合能力。合并纬湃科技后,集团将机械精密制造优势与电子控制技术深度融合,形成从电机、逆变器到系统集成的完整解决方案能力。例如,EMR4电桥系统通过整合纬湃科技的功率模块与舍弗勒的变速器技术,实现效率与空间利用率双重突破,成为行业标杆产品。此外,800V碳化硅功率模块的PCB嵌入式设计大幅降低开关损耗,使逆变器效率达99%以上,领先同业1-2个技术代差。这种技术壁垒使其在高压平台竞争中占据先机。
市场布局
市场布局上,舍弗勒采取双线渗透策略:一方面巩固欧洲与中国两大核心市场,2025年上海车展展示的48V至800V全谱系电驱动系统,直接响应中国新能源车企的多元化需求;另一方面通过收购Ewellix、Dhruva等企业强化工业自动化领域布局,构建跨行业技术协同。客户群体覆盖传统车企与新兴电动品牌,如大众、宝马等均采用其集成式热管理系统,而氢燃料电池解决方案则拓展至商用车领域。
财务表现
合并后集团年销售额达230-250亿欧元,研发投入占比超行业平均,2021年专利注册量居德国前三。这种规模效应与创新投入的良性循环,进一步巩固了其作为电动化核心供应商的不可替代性。 


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