Ⅰ.新能源汽车市场现状 新能源汽车销量情况统计 2018年全年中国新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆，比上年同期分别增长59.9%和61.7%。 依托新能源车补贴政策延续期的利好，2019年3月新能源销量11.1万台，同比增速100.9%，而3月传统燃油车零售同比下降15.0%. 1-3月累计批发新能源车25.4万台，累计增量13.7万台，批发累计增速117.8%,呈现开门红的强劲走势。 Ⅱ.控制器成本分析 2.1 电机控制器在整车中的成本比重 2018年，国内新能源汽车电机控制器累计装机量超过了127万套，比上年同期增长59.9%，爆发出强劲的市场潜力。 根据美国阿贡实验室的评估报告，电动汽车电机控制器约占整车生产成本的9%，是除却动力电池外成本支出最高的电动系统零部件。 2.2 电机控制器中零件的成本比重 通过对电机控制器成本结构的分析，可见目前IGBT模组占据了电机控制器接近40%的成本，除去其是核心部件本身成本比较高的原因外，另外一个很重要的原因在于国内车用高功率半导体主要被外资厂商所占据，如：英飞凌、三菱、仙童、东芝、富士、SEMIKRON、Hitachi 等。 2.3 电机控制器技术及成本发展目标 参考美国能源部发布的《电力电子发展路线图》，到2025年新能源汽车电机控制器及功率模块需要达到如下指标：
Ⅲ.控制器设计中的成本平衡 3.1 IGBT模块的选型 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 全称“绝缘栅双极型晶体管”，是一种大功率的电力电子器件，主要用于电机控制器逆变和其它逆变电路，将直流电压逆变成频率可调的交流电。 选型的平衡因素有：产品成本、功能需求、功率密度、整车总布置空间等等 商用车通常选择“引线键合、单面冷却”的IGBT模块。优点：成本低、性能达标；缺点：功率密度低。 乘用车则通常选择“平面封装、集成冷却”的IGBT模块。优点：功率密度高、性能优良；缺点：成本中等。 部分乘用车企正在采用“集成双面水冷”的IGBT模块。优点：功率密度最高、性能优异；缺点：成本最高、产品可靠性等待验证。 3.2 外壳设计 电机控制器壳体通常采用铸铝外壳，少量商用车控制器外壳采用钣金拼焊箱体。铸铝外壳又分为高压铸造和重力浇铸两种工艺实现形式。 高压铸造的壳体壁厚在2.5~4mm之间，重力浇铸的壳体壁厚在4~6mm。高压铸造工艺模具费是重力浇铸模具费的2倍多，但产品重量轻，用料少，生产效率高，后期机加费用少，适合大批量生产。 重力浇铸产品重量大，生产效率低，后期机加成本高，适合小批量试制阶段。在提倡汽车轻量化和追求产品功率密度的今天，选择高压铸造工艺占绝大多数。 在产品设计时最好将侧面特征尽量集中的一个平面上，这样可以减少抽芯模具数量，降低模具成本和模具的故障率。据测算每增加一个抽芯结构，模具综合维护成本增加3~5万元。
3.3 密封圈设计 控制器的上下壳体之间，端子座小盖板与壳体之间需要设置密封圈用来防水防尘，理论上这些缝隙也是电磁防护的薄弱区，应采用导电橡胶进行EMC防护处理，但是导电橡胶密封圈的售价是普通橡胶圈的5~10倍。 用着的厂家觉着成本高，想退出，换普通的；没用的厂家想试试，看看自己的产品是不是能减少点儿EMC导致的各种莫名其妙的故障。
3.4 铜排设计 控制器的铜排大家都认识，通常有五条：分别是U V W三相线、直流母线的正极、负极。铜排表面镀锡或者镀镍，提高铜排的耐腐蚀性都是正常的常规操作。 现在产品设计得越来越小，追求功率密度了，以前铜排之间可以靠绝对间距来确保安全间隙的，现在这招没有用了，因为没有那么多地方给你浪费。怎么办呢？采用耐高压的绝缘介质把彼此隔离就好了，我目前看到过图示的这两种解决方案。 有喷涂绝缘树脂的，抗磨耐拉，强度很好，价格也好。精进电动采用的就是这种工艺，铜排之间可以亲如兄弟，不分彼此，像直流铜排用胶水粘在一起进行装配的，比较方便。 另外的就是绝缘纸方案，吉泰科的控制器中经常使用，性能应该是可以达标的，就是装配性上感觉没有绝缘树脂那种随心所欲。
3.5 高压线接头选型 控制器的高压接头通常有两种选择：格兰头、快插接头。 格兰头的主要优势就是价钱便宜，安装结实可靠；缺点是需要为它们设计转接的端子座及单独的接线盖板，占用空间大。 快插接头可以取消端子座和接线盖板，铜排与快插接头直接相连，三相线直接相连的前提是电流传感器要固定在驱动电路板上，这样可以简化设计，提升功率密度。 整车厂生产中不用再进行开盖接线工作，极大的提高了生产效率，同时也降低了生产过程可能造成的控制器内部质量问题。缺点是成本大概是格兰头方案的2~3倍。
3.6 安装脚的设计 产品的安装支架最好是单独的，这样可以提高产品的适应性，特别是后期介入的厂家，让车厂改设计适应你的产品，比较难，除非门子特硬。否则只能自己改产品，如果仅仅是因为安装间距不合适就得再开套模具，那成本基本是无法接受的。 如果是只改个安装脚，那就简单多了。在设计阶段规避适配性风险还是很划算的，这也是最经济的控制成本手段之一。
3.7 电路板设计 现在的控制器内通常设置有至少两块电路板，一块负责三相IGBT模块的驱动控制，一块负责系统控制和保护。 在未来将会如AVL的电驱动系统一样，实现合板设计，通过多层板布置及高低压分区等手段来实现功能集成，实现最优化的设计。 硬件工程师和软件工程师是天生的冤家对头，都想要对方多承担一些保护任务。最终的博弈结果经常是产品经理压榨软件工程师尽可能优化程序，来减少硬件保护电路的固定支出。
Ⅳ.总结 软件是降本主力军 机械和硬件的设计成本控制都是摆在明面上的，收效有限；有无限潜力的降本增效手段就是软件控制程序的优化，如果软件程序足够先进，则可以在硬件端节省大量的冗余保护设计。 软件工程师请保重，不是哥们想坑你们，实在是你们设计只支出人工成本，减少的是产品采购成本。所以软件工程师越来越值钱，因为你们的价值潜力无限，做为结构工程师的我来说，对你们投来的是羡慕的目光：你们又可以光明正大的加班了！ 成本的控制是一个综合考量的过程，是一个多方因素博弈的产物，一味追求低成本的解决方案可能带来灾难性的后果，保持合理和理性是最佳的成本控制策略。 商用车电控配套厂家拼的是最优的成本控制策略，乘用车电控配套厂家则代表了新技术的发展方向，最佳性能的优先级偶尔在成本之上。
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