违规就是交通事故的祸根，侥幸就是交通事故的隐患。纪录美好生活，一起观趣事，这里包罗汽车知识，路援帮是信息的海洋，有您看不到的知识，接下来我们一起来看看基于电驱动总成的稳健性开发关键技术。
青山工业系中国兵器装备集团所属国有大型企业，公司专业从事各类汽车传动系统的研发、生产和销售，专注于成为新汽车传动系统技术的策源地，向电驱动科技公司转型，致力打造成为世界一流的汽车传动系统企业。2022年12月7日，由汽车主办的2022第三届汽车电驱动及关键技术大会中，重庆青山工业有限责任公司项目总监杨新涛提出，面向行业新生态，要提升市场份额、发掘新的产品性能亮点，必须从战略稳健、产品稳健、开发稳健、制造稳健四个方面展开布局。
以电驱总成的稳健性开发为例，青山基于QFD&FMEA对标，正向充分识别辅驱场景需求，顺应行业发展趋势，形成了七合一同步主驱+三合一异步辅驱的800V高压驱动构型，通过稳健性开发方法，分别对电机、电控、减速器进行开发，来满足快周期且一次性成功开发高质量电驱动产品的需求。同时充分利用青山现有的产品平台，提高通用化率至71%，降低质量风险兼顾降本增效。
以下为演讲内容整理：
关于重庆青山工业
重庆青山工业有限责任公司由中国兵器装备集团有限公司和中国长安汽车有限公司共同持股组建，截至目前青山公司已走过57年，先后进行了三次创业，第一次创业是在1984年，我们由特种产品向微车变速器转型，第二次创业是由手动变速器转向自动变速器转型。截止到目前，我们累计产销已经突破2500万台，其中DCT已经突破200万台。我们在2021年全面开启了公司的第三次创业，向绿色智能变速器转型。相信在不久的将来，我们将呈现一个全新的新能源企业。
青山公司作为一家国有大型工业企业，专注于汽车变速器领域，目前已形成重庆、郑州、成都三大生产基地，具备各类变速器产销300万台的制造能力。
公司秉持着“TS12368”战略，我们将效率和科技创新能力作为企业的核心竞争力，加快新能源传统系统核心零部件、软件新生态等新型业务的发展，目前主要有三大业务，首先是传动系统及其总成业务，其中涉及到EDS、DHT、DCT和MT总成集成类业务。其次是关键核心零部件业务，包括控制器、电机、减速器等核心零部件。第三是新兴战略业务，主要包含软件新生态、再制造和氢能源产品。
今年1-9月，公司累计销量107.89万台，同比增长23.5%。DCT自动变速器销售64.46万台，新能源产品销售26.4万台，同比增长188%，持续保持较高的增速。
为应对电气化转型，青山公司发布了电气化平台架构，我们致力于绿色驱动，打造智能产品动力系统新生态。根据我们的平台架构，2025年整个产品的电动化占比将达到50%以上，2030年将进一步达到80%以上。
在质量上，我们每开发一款变速器就要经过400万公里和422项试验验证测试。目前我们对标一流，产品质量指标逐年稳步提升，部分指标已超越合资品牌，青山公司正在逐步建立高质量产品提供者的品牌形象。
行业趋势分析
在整个行业的整体趋势上，我们预判2023年传统燃油车市场将快速下滑，电动化高速发展，预计在2025年混动+纯电份额可高达58.8%。我们的建议是，要谨慎对待传统变速器的资源投入，应聚焦到电动化产品的平台开发和市场开发。
智能化伴随着新能源汽车已成为新赛道，目前行业呈现出传统车企、新造车势力和ICT企业三足鼎立的局面，三者既竞争又合作。新能源汽车已然成为自主品牌崛起的新抓手，自主品牌有望主导新能源行业的未来发展。
在电驱动的技术趋势上，首先我们认为电驱总成将向着集成化、高效化、高压化趋势发展，在智能化、电动化的融合下，控制器成为功能集成载体。而减速器将向着高速化、高效率、卓越NVH的方向发展，其中关键零部件材料的提升，总成架构方案的升级，工艺能力提升是关键路径。
电机将向着高功率密度、高转速、低成本的方向发展，新型永磁材料、工艺创新的探索以及应用是关键点。
电控将向着高功率密度、高效、高压、高集成、高安全方向发展，其中碳化硅是实现电驱动系统高压化的关键。
软件架构方面，E/E架构将走向集中式，推动汽车软硬解耦，软件是核心。
电驱动稳健性开发关键技术
在此我们引入了电驱动产品平台的稳健性，主要包含战略稳健、产品稳健、开发稳健、制造稳健，其中战略稳健的主要要素中包含战略牵引、数字化经营、平台规划牵引、产品迭代路径清晰、整零协同，其典型路径主要有战略规划和联合开发。
产品稳健主要包含的要素有洞察客户需求、性能领先、质量可靠、效益效率持续向好。其主要的典型路径有LACU、QFD&FEMA、体系流程搭建、生命周期成本推演。
而开发稳健包含本体设计稳健和机车匹配稳健，本体设计稳健主要包括硬件、电控软件和验证，验证的稳健指的是从前期策划到试验过程的监督，再到最终结果的验收，需要有一套评价体系，来确保我们的验证是有效的，并能支撑后续产品一致性。机车匹配稳健主要包含边界定义、集成应用、能力建设，典型路径有平台化、集成化、对标等。
制造稳健主要包含智能制造、数字化运营、售后响应迅速，主要典型路径有数据在线智能分析、VRT。
电驱动产品推进稳健性开发的意义，首先是应对行业新生态，塑造新格局。这个世界正在经历百年未有之大变局，但产品转型、技术升级以及法规升级需要大量投入，对企业的实力要求也更高。其次，行业竞争加剧，中国汽车产业洗牌加速，如何在行业变革中取得竞争优势值得深思。
其次是企业发展需求，企业要主动求变，拓展企业生存空间。在当前重塑行业竞争格局的过程中，如何快速稳健拓展电驱动业务，成为各企业扩展生存空间的战场。新商业模式将驱动车企业务重构，这促使我们企业要思考如何应对当前市场的高要求，打造我们的核心竞争力。
第三，是打造高质量产品的需要。传统燃油车经过百年的开发经验积累，很多产品依然需要经过多次开发才能成功，而电驱动产品目前竞争白热化，它的需求是快周期且一次性开发成功的高质量开发产品。只有打造高质量的产品才能快速获取市场。
而这一切都要依托于我们要运用电驱动平台的稳健性开发思路，一次性成功开发出高质量产品。
电驱动系统高效开发方案
下面我将以青山公司目前正在开发的两款产品为案例，介绍青山目前的电驱动产品稳健性开发思路。目前的电动车主要有两驱和四驱，以四驱产品例，主驱往往会沿用两驱产品的电驱动总成，这一产品通常采取同步电机的方案；而针对辅驱，目前市场上有多种方案，青山基于辅驱的场景需求，经过层层分析，针对辅驱的选择，最终聚焦在效率和成本上如何取得平衡。
通过对主流市场、主流方案的对标，第一种方案就是辅驱与主驱一样采用同步方案，该方案的优势很明显，但是缺点也比较突出，往往会导致整个系统的0Nm拖拽损耗较高。
在方案一的基础上，方案二就是在方案一的同步电机前端增加一个耦合结构，该方案可以有效解决拖拽的问题，真正提高系统效率，但同时也增加了整个系统和整车的成本负担。
第三种方案是采用一个异步电机，基于异步电机本身的工作原理能够有效优化损耗，有数据表明在同等条件下异步电机的损耗相比同步电机会降低一倍以上。
出于效率跟成本的平衡考虑，青山公司在辅驱产品上的选择上采用的是异步电机的方案，最终形成了七合一同步主驱+三合一异步辅驱的驱动构型。我们当前与用户联合开发的两款高压产品中，主驱是一个七合一的高度集成产品，在控制器上同时集成了OBC、PDU、DC/AC和DC/DC；而辅驱是三合一的产品。这两个产品的额定电压都是580V，最高电压可达到750V。
主驱的功能模块我们采用了SIC模块，而辅驱基于成本采用的是IGBT。主驱产品的主要优势是高集成化，该高度集成的七合一产品功率密度可达到2.4kW/kg以上，最高效率能达到95%以上，且动力强劲，百公里加速时间可达到4.5s以内。
辅驱产品的优势首先是高成熟度，我们充分利用了青山公司现有的产品平台，确保我们的零部件通用化率达到71%以上。其次是高效率，通过层层的软硬件调校，我们的最高效率可以达到93%以上。另外是高性价比，相比其他方案，我们的成本能降低20%以上。
以辅驱的减速器开发为案例，我们首先进行了需求分析，基于QFD&FMEA、对标正向充分识别用户需求，做满足需求的设计；且通过软件可以实现FMEA动态更新，确保信息的实时更新。基于载荷谱研究，充分识别边界需求，避免冗余设计。
在高度集成一体化方面，减速器与电机共用端盖，一体化箱体采用三段式。系统集成设计确保了高可靠性、高效率、高NVH性能的指标达成。
在平台化上，我们充分利用现有的产品平台，减速器的通用化率高达91%。同时我们针对相似零部件，设计时实现了毛坯、模具、刀具的借用。
基于边界验证，我们首先基于体系充分适当策划了试验需求。我们认为试验并不是做得越多越好，而是应该根据实际需求，既能满足验证需求，又能合理控制我们的项目成本。另外是基于FMEA识别的边界条件，对核心板块进行DOE容差分析和验证，确保设计产品的一致性。
在电机开发上，我们融入了整车的电机开发体系流程，基于青山的PDS开发流程，结合V模型开发流程，将电机开发融入电驱系统和整车开发流程，实现电机开发的质量稳健受控。
电机稳健性开发的技术方面，我们基于系统需求开展电机联合开发工作，从原材料到最终的测试力求系统的稳健性。在先进技术上，我们采用新型的铝合金材料，有效降低转子的铝条电阻值。同时我们也应用了最新的扁线技术来提升功率密度。
在电控开发上，首先是成熟的开发体系。我们以ISO26262 V型开发流程与青山的PDS开发流程相融合，指导产品硬件开发，确保研发的质量可控。基于ASPICE开发方法和TS-AES技术架构，再结合QFD&FEMA，满足ISO26262软件开发的全过程，确保软件开发质量。
在高度平台化方面，目前青山公司的电控包括外部协同开发和自主开发并行的方式。自主开发根据功率和电压分成了低压、中压和高压三大平台，在硬件的通用化上，不同平台的控制芯片采用同系列产品，部分平台间电路图也保持一致。在软件模块化上，根据TS-AES架构思路，覆盖全系列的MCU软件平台化建设。
在整零协同上，我们构建了战略合作，目前已建立了对外合作智库，与多家公司完成了战略合作协议的签订。在功能安全和先进算法的开发上，当前我们正基于ASIL-C功能安全等级开发，后续将提升到ASIL-D。同时我们加入了主动防抖和降噪技术的应用。
在智能制造方面，在一个产品的开发过程中，我们在前期样件制造环节可以控制好产品的一致性，但产品能否大批量上市，往往取决于制造过程的一致性。青山工业基于工业4.0全新建设的数字化工厂，在先进性、扩展性和安全性上进行布局，按照“1514”的智能制造规划思路，力求制造过程稳健。我们当前已经具备年产30万台三合一及多合一的电驱总成生产能力。
青山新能源产品谱系
我将基于电气化平台架构、动力系统新生态介绍我们在混合动力和电驱动总成上的成果。首先在混合动力上目前有两种产品——P2和P13-DHT，P2的HF640A已搭载长安的整车批量上市，目前在终端获得了较多好评；P13-DHT搭载赛里斯已批量上市，将在明年上半年搭载长安整车上市。
在电驱动总成方面，首先是PEF03A，这是一款二合一的产品，目前搭载长安糯玉米已经批量上市。另外是辅驱PEF20A，这是一款异步三合一的产品，目前正在紧张的开发过程中，明年下半年将搭载长安系列整车上市。PEF20B是中压的七合一产品，该产品正处在爬坡过程；PEF20C是高压产品，为PEF20B基础上的全面升级，将匹配高压系统，应用了碳化硅，该产品也在全速的开发过程中，预计会在明年下半年上市。
大家可以看到我们的电气化平台、新能源产品稳中有序，覆盖了500-5500Nm，以及30-300kW的功率范围，可以适配A00级到D级的整车。面对电驱动快速、高质量的产品开发需求，如何高效开展电驱动的开发稳健性，值得大家共同思考，青山致力于为客户提供领先的全谱系电驱动总成解决方案。
（以上内容来自重庆青山工业有限责任公司项目总监杨新涛于2022年12月7日，由汽车主办的2022第三届汽车电驱动及关键技术大会发表的《基于电驱动总成的稳健性开发关键技术》主题演讲。）
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