“小三电”是OBC、DC/DC、PDU三大类电源产品,三者一同搭建了汽车内部的“能源网络”。OBC(充电机)负责将来自电网的交流电转换成直流电给电池充电。汽车电气电子系统中,不同部件需要的电压等级不尽相同,故需要DC/DC(直流-直流变换器)转换电压;PDU(高压配电盒)负责内部“电气能源网架”的互联互通。
当前,小三电市场参与者是由整车厂和第三方构成,市场集中度较高。根据NE时代新能源数据显示,2021年乘用车OBC装机数量TOP5分别为威迈斯、弗迪动力、富特科技、特斯拉、铁城科技,市场份额分别为20.9%、15.8%、11.9%、10.8%、8.5%。
电机属于传统的重资产行业,产能建设、释放较为缓慢,投资金额也更高。相比之下,电源系统产品产能更具弹性,因此对于企业来说,产能不太可能成为最大掣肘。未来,如威迈斯等具有更高订单获取能力、更强成本管控能力的企业将从市场竞争中脱颖而出。
行业产品集成化趋势不变
技术持续演进,集成化趋势同样显著,下阶段威迈斯等企业的软硬件能力都将迎来考验。早期车载电源产品主要采用模拟控制技术,产品功能较为单一,配套的软件只具备检测功能,不能实现精准控制。
随着市场需求的变化,车载电源产品向数字化技术转变,能够实现复杂的控制算法,实现输出参数的灵活调整和精准控制,提高了软件系统的操控性,包括车载电源的诊断、升级和参数调整等应用需求。
下一代车载电源产品将向集成化转变,在硬件、软件、体积、重量四个维度实现创新突破。硬件上有望将进一步采用更高性能的碳化硅器件;软件上将开发过程转换为模型化编程及满足AUTOSAR的接口方式,提升软件稳定性和灵活性;在体积和重量上实现小型化、轻量化。
集成化:1+1+1>3,深度集成方兴未艾
值得注意的是,1+1+1>3,电驱动由最初“结构集成”向“深度系统集成”演进,集成化“多合一”总成产品成为主流趋势。
以往动力系统的电机、电控、电源多单独采购,根据其电气、机械结构进行集成组装;随着新能源汽车零部件要求不断提高,“多合一”总成产品通过巧妙设计将电机、电控、减速器、电源“深度集成”,减少彼此间的连接器、冷却组件、高压线束等部件。
“多合一”集成式系统相比分体式产品的优势主要体现在以下方面:1、性能更优,降低了各部件之间连接部位的效率损耗,提高整车的NVH性能,从而提高了集成系统的可靠性。
2、成本更低,集成式电驱动系统可以减少车内部的高压线束、连接器数量,节约线束与连接器成本,从而使集成式系统更具有经济性。更省空间:集成式产品体积更小、重量更轻,有利于节省车内空间。
现有集成产品以“三合一”为主,集成度更高的“多合一”新产品也在不断问世。
根据NE时代新能源数据显示,2022年1-4月新能源乘用车搭载的电驱动系统中,分体式、电机/电控“二合一”合计占比为44%,“三合一”占比为52%,“多合一”占比为4%。同时,OBC、DC-DC、PDU等充配电系统集成产品应用也不断增加,结合电驱系统集成产品将形成集成度更高的多合一平台。
其中,华为七合一系统集成了MCU、电机、减速器、DC-DC、OBC、PDU、BCU七大部件,具有开发简单、适配简单、布置简单、演进简单等优势。相较于“三合一”,该产品体积减小20%、重量减轻15%。
此外,上汽变速器&威迈斯的七合一系统也集成电机、电控、减速器、OBC、DC-DC、PDU、BCU七大部件。
从行业研发方向来看,多合一的集成方式,虽然多为概念性或者初步研发、送样验证阶段,但毋庸置疑它将是未来新能源汽车重点研发方向。而无论是未来的多合一,还是眼下的小三电深度集成,都将给威迈斯等第三方厂商产品未来的研发成本、空间利用和模块化设计带来新的研究课题。
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