三电系统集成技术杂谈

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三电系统集成技术杂谈
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多合一电驱动系统
华为展出了诸多智能电动汽车领域的重磅产品，包含多合一电驱动系统、车载充电机、电池管理系统以及直流快充模块等等。
其中，华为的多合一电驱动系统DriveONE高度集成了电机、MCU（微控制单元）、PDU（动力驱动单元）、减速器、OBC（车载充电器）、DCDC（驱动电源）、BCU（电池控制电源）七大部件，不仅实现了机械部件与功率部件的深度融合，还将实现了电驱动系统的端云协同与控制归一。
据悉，华为此次推出的多合一电驱动系统DriveONE分为120kW和150KW两大类，与业内同类型产品相比，在轻量化、功率密度等方面都有了较大的优势。

首先在轻量化方面，华为的多合一电驱动系统DriveONE减少了安装支架、线束、连接器等产品的用量，相较于同类产品在重量方面有着不小优势。其中，120kW的多合一电驱动系统总成重量仅65kG。
其次是功率密度方面，华为的多合一电驱动系统DriveONE的功率密度达到到2.1kw/kg，NEDC效率达到89%。
《高工新汽车评论》获悉，近几年，各大车企和零部件供应商一直重点研发高度集成化的电驱动系统产品，其中“电机+电控+减速器”组成的三合一电驱动系统产品是当前的主流产品。
然而，在软件定义汽车的大趋势下，动力系统的智能化和OTA已经成为了行业的全新竞争领域，更多功能的集成化发展成为了重要趋势。
现阶段，特斯拉已经对旗下的动力系统进行了多次OTA升级，不仅通过OTA升级，缩短了加速时间，还通过OTA的方式提升了Model S的动力。
业内人士一致认为，下一代动力系统模块化平台，已经不仅仅是单纯的电机、电控、变速器等硬件的深度集成，而是深度融合硬件、软件、云等模块化的平台，只有这样才可以为动力系统的智能化和OTA升级打下基础。
华为的DriveONE电驱动系统分为三层平台化架构，分别是电动化数字开发平台+硬件平台+软件平台，在AI和大数据的加持下，可以大幅提升开发效率（提升10%）。
总体来看，相比以往的电驱动系统方案，华为DriveONE系统的NEDC效率能够达到89%、SOC检测精度更高（±3%），且能耗更少（电机余热回收免PTC）。
同样是在北京车展上，广汽新能源也发布了全球首创两挡双电机“四合一”集成电驱动系统，将双电机、控制器+两挡减速器深度集成，综合驱动效率达到90%，功率提升13%，体积减少30%，且可以进行OTA智能升级。
事实上，根据《高工新汽车评论》了解，华为布局电驱动系统已经很多年，目前其电驱动系统产品已经为金康新能源、上汽大通等车企提供配套。
近几年，华为一直加速布局汽车产业，以芯片和通信技术为基础，已经在智能网联汽车领域推出了诸多产品，涵盖电驱动系统、智能座舱、智能驾驶系统等等核心技术和软件。
而按照华为轮值CEO徐直军的说法，“未来拥有自动驾驶能力的电动汽车，除了底盘、4个轮子、外壳和座椅外，剩下的都是我们拥有的技术。”
“华为要做的是，围绕操作系统，打造覆盖手机、汽车、智能穿戴等大众消费业务等生态系统建设。”此前有业内人士向《高工新汽车评论》指出，目前华为在汽车产业的布局动作，均是其在通信、消费电子等传统核心领域竞争力的一种延伸。
三电云服务护航动力电池安全
华为在电动汽车领域的业务又进一步。
近日，华为官方宣布推出三电云服务，旨在结合华为在电池领域和ICT领域的核心技术，解决新能源汽车的电池安全与寿命管理问题。
三电云服务基于车辆VHR数据，在云端基于电池的温度、电压、内阻等数据进行大数据分析，对电池异常、电池自燃等进行提前预测、预警。同时，三电云服务可结合云端OTA，制定智能充电策略，保障电池安全和更长寿命。

华为涉足动力电池安全的背景是，动力电池安全问题已经是新能源汽车规模化推广的最大障碍。此外，电池寿命管理依然有待完善，如动力电池残值评估低导致二手车贬值快，而退役电池回收检测成本高等诸多难题待解。
据不完全统计，2020年前8月国内已累计发生35起新能源汽车起火事故，其中近6成事故由电池安全问题造成。
凭借信息与通信技术（ICT）领域的领先技术，结合通信设备、手机尤其是电池管理的深厚积累，华为切入动力电池安全领域，无疑将加速该领域的市场攻关及技术革新。
高工锂电获悉，华为三电云服务结合电化学机理、云计算、大数据AI能力，构建三层电池安全防护体系，包括电池的安全传感、诊断与仿真，而华为mPower车载BMS电池安全管理，以及云端基于海量车辆数据的大数据AI分析和预警服务，实现电池主动安全。
此外，华为首款高度集成的多合一电驱动系统正在路上，助力整车开发提速，全方位助力新能源汽车产业及动力电池行业的健康快速发展。
华为“杀手锏”：三电云服务
结合在通信设备电池、手机电池尤其是电池热管理领域积累的深厚电池管理经验，华为这几年将其运用于新能源汽车动力电池，并祭出杀手锏，推出三电云服务，致力于解决动力电池安全及电池寿命管理难题。
据华为智能车云服务产品部总经理廖振钦介绍，本次华为发布的三电云服务，将首要解决三电（电池、电机、电控）中的电池领域难题，后续华为也会逐步发布针对电机、电控领域的安全解决方案。
具体来看，为满足新能源汽车更安全、电池寿命更长需求，华为三电云服务主要从电池故障预警服务、热失控预警服务、电池健康度评估服务、电池剩余寿命预测服务、云端可视领域5大领域全方位发力。

电池故障预警服务：基于电池机理模型和高频电压、电流、温度数据，对渐变型电池故障进行提前预警，保障电池安全。
故障预警服务主要针对的是电芯本征安全，即包括正负极材料、阻燃/不燃电解液、高安全隔膜、高安全集流体等安全材料，以及电芯安全阀设计、电芯设计的安全余量管控、电池制造的过程管控及成品检测等电芯安全设计与制造。
热失控预警服务：通过多算法联合的方法，依据电压、电流、温度数据精准测算内阻值，基于电化学过程多物理场构建热失控安全边界模型，划定内短路阻值、SOC与热失控的安全边界，建立热失控概率模型，实现电池热失控预警。
动力电池安全问题的根源，大都由电池热失控过程造成。电芯经历SEI分解、电解液副反应、隔膜融化、正极释放氧气等过程，直到大量热产生并发生燃烧。
华为的策略是，电池的安全算法是主动安全管理的技术核心，需结合大数据和AI等新工具，构建多物理场模型，实现电池全生命周期动态管理，持续更新安全边界，提前识别故障，实现安全对策的早期响应策略。
电池健康度评估服务：结合电池机理模型与大数据AI算法，构建参数与SOH的映射模型，实现SOH健康状态精准评估，为二手车交易、电池梯次利用等场景提供依据。
电池剩余寿命预测服务：通过电池机理模型，多电池/多循环大数据，构建全生命周期的电池老化模型，建立参数与剩余寿命预测的映射模型，实现电池剩余寿命RUL的精准预估。
华为认为，对所有电池有实时的全生命周期健康数字化报告，包括SOH、U、I、T，以及更多的电化学信息，可大幅降低梯次利用成本，更利于二手车交易双方对电池状态全面的理解。
云端可视：基于华为云计算、大数据等能力，实现新能源汽车海量电池数据云端可视、可管、可分析。通过三电云服务充放电分析等专题，对海量车辆充放电数据进行专题分析，为新能源汽车电池的设计和研发提供有效支撑。
鉴于动力电池安全与管理是全行业关注且十分重要的命题，需要各领域持续投入，华为也期待与广大车企开放合作，共同构建电池安全管理能力，实现可视化运维、早期故障识别、全生命周期热失控预警、热失控蔓延一直、电池寿命预测、电池管理策略优化等。

高工锂电获悉，虽然此次发布的三电云服务主要针对动力电池领域，但华为在电驱动系统的深度融合同样已经走在行业前列。
在即将开幕的2020年北京车展上，华为将推出业内首款高度集成的多合一电驱动系统，包含BCU、PDU、DCDC、MCU、OBC、电机、减速器七大部件的超融合动力域解决方案。实现了传统机械层面的“三合一”到功率电子层面“多合一”的深度融合，具备高集成、高可靠、模块化的特点，可助力整车开发提速2个月。

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