[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；千萬不要小看電驅動系統的集成式設計，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展方向呢？

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1、電驅動系統由電控系統、電動機、逆變器、減速器等部件組成；

2、集成化電驅動系統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、集成化電驅動系統有效降低了生產成本，減小了系統體積、重量，也使其布局更加靈活；

4、集成化電驅動系統的熱管理更加復雜、維修不便利、故障率可能增加；

5、集成化電驅動系統是發展趨勢，但日后電驅動系統如何集成充滿各種可能性。

● 老說電驅，電驅都有啥？

　　電驅動系統包含的部件較多，比如電控系統、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、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，若沒有電控系統的“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。而電控系統又可分為四個模塊，分別是整車決策模塊（VCU）、驅動系統模塊（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（驅動系統模塊），其可實現對電機功率單元、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、執行這些指令。

　　IGBT是MCU的“下家”，同時又是逆變器的核心、執行單元，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算是集成化？

　　我們說完了電驅動系統的幾部分，那是不是直接把這幾部分用連接線連起來就行呢？最初的電驅動系統確實不存在集成式設計，其電機、逆變器、充配電系統等部件均單獨布置，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如下圖所示，看起來十分復雜。集成化電驅動系統如何實現呢？雪佛蘭Bolt(參數|詢價)就采用了二合一電驅動系統，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，且目前該產品已被特斯拉買斷。

　　除了國外的產品，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。比如蔚來的電驅動系統、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、驅動系統電控；此外，其高壓充配電系統也是通過集成了車載充電器、逆變器、配電箱而實現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，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？