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排放法规是新能源汽车产业发展的最重要的驱动力之一 
电驱动载荷特点给产品强度、耐久性带来更大的挑战 相比于传统车辆，电动车辆挡位少，载荷更集中，另外，城市通勤等特殊领域的广泛应用，导致1挡载荷更加集中； 频繁的能量回收，使新能源车反拖扭矩明显大于传统车，交变载荷工况更加恶劣，更容易带来耐久性问题； 同一挡位上载荷跨度大，给平衡不同载荷下NVH性能带来困难； 同一挡位上工作转速区间跨度大，尤其高速运行时对轴承的寿命带来更大的挑战。
电驱总成的代际划分 
▲第一代：分立式，高压模块独立布置 
▲第二代：4+2，高压电控四合一+电动总成二合一 
▲第三代：3+3充配电三合一+动力总成三合一 
传统分立部件：整车高低压线束、接插件、管路和箱体结构等错综复杂 
“3+3” 结构：减少整车线束、接插件，管路和箱体，结构紧凑，布置便利 平台组件的集成级别 
从三合一总成到多合一总成
目前，电机控制器日趋集成化，集成形式包括： 70KW三合一平台电机+电控+减速器的台架测试实验数据最高效率91.9%，仿真数据最高效率达到91.5%，NEDC平均效率达到87%。
三合一电驱系统发展趋势
概述 当前成熟的解决方案是传统的单挡两级减速器，从电机到差速器 多挡（通常为两挡）变速箱已经面世或正在研发中心 成熟竞品产品的输入转速都已经达到或超过16000rpm左右 更高的电机转速、轻量化、更高的效率和低成本是未来的发展趋势
高功率密度 高功率密度可提高整车续航里程，需减小电驱传动系统空间尺寸和重量 反拖充电时反齿面载荷增加；高速旋转下发生齿轮胶合失效的风险增加 高转速下，由于动态效应（共振）导致载荷增加的风险 轴承和齿轮都很有可能需要更高的精度等级，但对应的就是更高的成本
NVH性能 没有内燃机噪声掩盖齿轮噪音，电动车对齿轮噪音容忍度更低 电机本身会产生激励导致噪音 在反拖充电过程中，反齿面会完全受载 潜在的齿轮啸叫风险，这是在高转速以及对应的频率范围内，轮齿啮合频率激励所导致的 高转速导致高频啸叫，人耳朵对2-5kHz的声音很敏感 需对系统模态响应进行精细控制以避免共振
典型三合一电驱系统 典型三合一电驱系统：ZF 15ED35
技术参数 电机类型：PSM 系统峰值扭矩：3500Nm 峰值功率；150kW@350V 额定功率：80kW@350V 电压范围：325-430VDC 系统最高转速：1350rpm 减速比：9.68 功能安全等级：ASIL C EMC：CISPR25 Class 3 工作温度范围：-40～85℃ 绝缘等级：H 防护等级：IP6K9K
三合一电驱系统优劣势分析
三合一电驱系统各构型及优缺点分析
三合一电驱系统的集成化设计
三合一电驱系统设计及验证流程
三合一电驱性能及可靠性验证技术 可靠性及性能设计分析： 轴齿承载能力 系统尺寸链 围观参数设计 系统变形 箱体强度模态 传递误差 齿轮容差 悬置动刚度 驻车静力
试验验证技术： 系统变形试验 换气系统试验 动态密封试验 温升试验 高速试验 疲劳寿命试验 静扭强度试验 盐雾试验 润滑验证 齿轮接触斑点
效率提升技术： 结构设计 系统因素分析
油品匹配
NVH技术： 传动设计分析
CAE分析
NVH试验测试
三合一电驱系统CFD及EMC设计流程
驱动电机面临的挑战 高端纯电动汽车EDU的性能数据 Performance data for EDU in premium segment BEV
电机： 通过定子槽对绕组进行直接油冷。干式转子，无气隙管 电机和逆变器使用一个冷却回路 变速箱由电机侧直接冷却
驱动电机面临的挑战： Mechanical rotor strength due to high centrifugal forces 因高离心力导致的机械转子强度问题 Bearing technology 轴承技术 Iron losses, eddy currents 铁损失，涡流 Current displacement & skin 电流位移和趋肤效应 Power drop at max speed 最高转速时的功率下降
电机高转速设计，以BYD秦EV，120kW电机为例，转速由14000rpm提升到20000rpm： 驱动电机系列化及性能要求 电机平台 | 平台一 | 平台二 | 平台三 | 小功率/扭矩 | 中等功率/扭矩 | 大功率/扭矩 | 定子直径 | 160 | 180-220 | ≥220 | 电机外径 | 200 | 220-260 | ≥260 | 峰值功率 | 30-120 | 80-160 | 160-340 | 峰值扭矩 | 40-200 | 180-300 | 300-400 |
逆变器面临的挑战
HIGH OPERATION TEMPERATURE高工作温度 higher power-density 高功率密度
LOWER SWITCHING LOSSES开关损耗更低 Reduction of DC-link capacitor减少DC-link电容器
Reduction of EMC-filter structure减少EMC滤波器结构
SMALLER DIE-SIZE芯片尺寸更小 size reduction of module模块尺寸减小
有关高体积率密度方面，目前量产的车辆控制器达到18KW/L,最新研发的双面水冷硅基IGBT样机控制器功率体积密度可达35KW/L，新一代SiC基控制器功率密度可达到45KW/L，而且技术已经实现。电机控制器的效率最高可以达到98%以上，驱动总成系统的综合效率可达88%。
总结
1、电驱动系统向电机+控制器+减速器集成化方向发展，集成化对整车厂来说很方便，很容易选到合适的电驱动系统，特别是售后方面，一旦出了什么问题，直接找到总成厂家，而不需要找到其他的部件厂家扯皮。 2、电机绕组向扁铜线、功率模块向双面水冷、碳化硅和氮化镓方向发展，通过优化散热设计可以提升输出能力，节约了芯片用量，相当于成本降低，整个散热器增加不到100块，这也是一个发展趋势。现在有好几家国际公司走双面水冷的方案，几个功率模块系统集成在一起会非常方便设计，体积会更小。在去年设计一款碳化硅的产品，通过仿真和实车15工况测试，续航里程提升了8%。 3、五高一低：高转速、高电压、高集成、高性能、高品质、低成本。 高转速也是提高性能的方向 高电压方面目前已经能够做到700V平台电压，高电压受制于充电，现在充电桩电压比较低，一般充电桩是200到500V，大巴的充电柜可以达到500-750V，未来提升整车性能、续驶里程和提升充电速度一定要把高电压做上去，最近欧洲车厂做到了800V平台电压，采用新的封装SKIN 1200V模块技术可以用到上限在920V，一些国际大厂确实规划2020年最高电压做到920V。 关于集成，早几年产品不敢去集成，因为技术不成熟，现在技术成熟了，现在可以做高度集成化。 集成后性能也要提升，整个品质也需要提高。 前面的这些方法都是为了低成本、高性能、提高性价比，把成本降低。 系统设计架构和功能安全向ISO26262标准发展，软件架构向AUTOSAR标准规范发展。
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