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麦格纳动力总成全面电动化之路

来源:汽车商业评论(钱亚光)22年7月1日 11:58


目前,大气污染的治理和控制碳排放已经是全世界各国达成的共识,日益增多的燃油消耗和逐渐减少的石油资源,已经成为影响汽车行业发展的主要矛盾,一些国家已经制定了禁止销售燃油汽车并完全转向电动汽车的时间表,最近欧盟甚至在推行2030年禁燃的法案;同时,人们对于电子智能、驾驶体验等有了更多样化的诉求,也对车辆的供电系统提出了新的要求。

电动化已经成为汽车行业不可逆转的大趋势。而传动系统作为整个汽车的动力输出核心,在电动化趋势下也发生了技术创新和变革。



作为一家拥有65年历史的出行科技公司,全球排名第四、北美地区排名第一的汽车零部件供应商,麦格纳2021年销售额362亿美元,拥有全球的340家生产基地以及89个产品研发和工程中心,员工超过16.1万名。

近10年来,麦格纳一直为美国和欧洲客户的电动车型和插电混动车型提供涵盖从概念开发到生产制造的产品和技术。

电动化在几年前就成了麦格纳重点关注的发展方向,并提出了适用于整个传动系统、兼具扩展性和模块化的动力总成平台化构想,即通过集成混合动力变速器或者电驱动桥等电气化组件,向汽车制造商提供同时满足车辆效率、驾驶性和行驶动态等全面的解决方案。

在6月30日的“面向未来的动力总成电动化解决方案”线上媒体交流会,麦格纳向外界透露了在电动化领域的技术储备和未来规划。


模块化和集成能力形成优势



根据IHS Markit预测,到2030年,包含强混、插电混动以及纯电动在内的高压电动化动力总成系统的市场需求将从目前的10%增长到45%以上,其中插电混动占4%,强混占15%,纯电动则要占据26%的市场份额。

可以预见,未来的十余年间,传统以内燃机为基础的动力总成将迅速转变为高度电动化的系统。站在行业变革的转折点,麦格纳希望成为电动化的推动者,其核心优势立足于两方面——模块化和集成能力。



麦格纳动力总成亚太区董事总经理兼业务发展及战略合作副总裁李响在总结麦格纳动力总成全面电动化(Electrification For All)战略的优势时表示:



麦格纳有丰富的产品经验,以及整车级别的开发能力,通过不断积累的整车工程和代工制造经验,麦格纳能够更贴近整车电动化之所需,以整车视角为零部件技术赋能。

比如在传统动力总成领域,麦格纳有着一系列成熟度高,久经市场考验的可靠产品,如双离合变速器、四轮/全轮驱动系统等。在这些技术沉淀的基础之上,麦格纳可以以帮助客户快速实现电动化产品的量产,少走弯路,避免一些潜在的开发风险,也可以帮助客户降低开发成本。

第二,麦格纳的模块化/构建模块的产品战略,使得麦格纳具备系统集成的能力,可以通过灵活地按需配置,满足客户同一个整车平台上不同程度的电动化需求,而重复地使用这些模块化功能,可以最大地优化开发成本。此外,麦格纳在零部件供应商中独树一帜的是其整车制造能力。

第三,麦格纳公司以及麦格纳动力总成在全球范围内的生产和供货的能力也非常重要,能够帮助一些有国际视野的公司(包括想开发全球化产品的国际OEM,以及想要开拓国际市场的中国OEM)可以更快地在汽车电动化方面实现全球化计划。


技术路线兼顾当下与未来

从48V轻混、强混、插电混动,再到纯电动系统,麦格纳已为不同程度的电动化技术做了充分的准备,可一站式地支持轿车、SUV,乃至商用车向混动或纯电动系统升级。

混合动力系统作为传统燃油车向纯电动车过渡的重要环节,未来几年将占据重要的市场份额。麦格纳提供的专用混动驱动系统能够快速地帮助整车厂将燃油车升级到混动车,借助高效的电机和机械系统,在提高车辆整体表现的前提下大幅降低车辆油耗。



麦格纳利用市场独特的P2.5混动架构及成熟的双离合变速器技术,开发出了两款单电机的专用混动变速器解决方案——DHD Eco和 DHD Plus。在不增加轴向空间需求的前提下,麦格纳仅通过一台大功率电机,标准化发动机工况,并减少变速器的挡位数就能实现混动功能,有效降低了机械复杂性和成本。



相对于国内自主的混动系统,首先,麦格纳基于这么多年对于变速箱,对于传动装置的研究和设计的经验,可以很灵活地将创新的离合器技术运用到混动变速箱中。

其次,麦格纳在电机、电控方面有很多投入,并已经和合作伙伴一起已经量产或者在预研的电动化的产品,在模块化设计中会有更好的表现。

麦格纳作为供应商,可以用不同的电机、不同的挡位数满足客户对于不同车型的需求,做到在满足要求情况下有更灵活的配置,可以提供成本上和性能上的平衡。



比如除了单电机方案,为了满足中国本土多样化的需求,麦格纳进一步开发了双电机的专用混动变速器DHD Duo,保证了在电动、串联和并联驱动模式所支持的所有驾驶条件下,实现平稳和舒适的驾驶体验。配合高效发动机,DHD Duo的节油效率能达到33%。

纯电动是未来的一个必然趋势,麦格纳也推出了面向纯电车辆的电驱动解决方案,并已在量产车上应用。



当电机、减速器、控制器三合一的电驱动系统成为行业的共识之时,麦格纳将目光瞄准了支持更高功率、更长续航里程和更高安全性的下一代电驱动技术。

麦格纳通过在电驱动系统上加装各种功能,实现了电驱技术的升级:



在作为前桥辅驱的eDS Mid+ 中功率电驱动系统上增加解耦装置,可以让辅驱在不需要工作的时候完全断开,避免拖拽扭矩,将效率提高9%;



在作为后桥主驱的eDS Mid+ 中功率电驱动系统上增加扭矩矢量控制单元,配合麦格纳自主开发的软件,可以使系统主动识别车辆行驶状态和路面情况,允许左右轮输出不同扭矩。当一侧车轮打滑时,依然能够保证车辆的行驶动力和方向,提升安全性;



在作为主驱或辅驱的双电机电驱动系统eDS Duo上,采用高度集成的碳化硅逆变器,使得系统最高能够提供320kW的输出功率,结合两挡减速箱,能输出高达9000Nm的行驶扭矩。


灵活的商用车电动化解决方案

中国商用车的发展现状是:总量大,变量多,单量少。考虑到以上痛点,麦格纳专为卡车和轻型商用车的电动化定制了eBeam电动车桥解决方案。




eBeam基于梁式车桥,进行电动化开发。根据逆变器位置的不同,eBeam具有两种布置方案:集成式和分体式。前者可以节省空间,后者可以更广泛地应用于不同的平台。目前, eBeam采用的是400V IGBT功率模块逆变器,未来麦格纳将基于800V 碳化硅模块做更多开发。



eBeam采用平台化的开发策略,能支持快速高效的轻型商用车电动化。它可以在不改变现有车辆结构的情况下将燃油车快速转换成纯电动车,且车辆承载能力不变。同时,对性能相近的车辆可采用同样的方案,大大节约开发周期及研发经费。



值得一提的是,麦格纳eBeam电动车桥解决方案应用于EtelligentForce样车上。该方案使样车的拖拽力高达6577公斤,从静止加速到100公里/时仅需 5.9秒, 远远高于国内同类型普通燃油皮卡车的拖拽力。

另外,硬派越野车和皮卡在北美是非常流行的,麦格纳是北美第一大的供应商,对于这类车型的发展一直在关注。eBeam电驱系统是对这类车型最好的布局。eBeam有在后驱解决方案,也有带有转向功能前驱eBeam解决方案,麦格纳已经在规划整个eBeam的平台化,如果后驱eBeam搭配转向型前驱eBeam,无论是同轴式还是偏置式,搭配起来的越野效果有着非常大的想象空间。


聚焦本土的电动化战略

中国是全球新能源汽车发展最快速的市场之一,而且中国市场对新技术的接受度非常高。深刻地意识到这一趋势,麦格纳动力总成中国非常重视供应链的本土化,始终秉持“扎根中国、服务中国”的理念,致力于从团队、产品、供应商等多方面打造一套完整的本土化供应链保障体系。至今,麦格纳在中国已有近3000名员工,6家工厂,5个工程研发和销售中心。


在中国本土,麦格纳通过合资公司的形式,将电动化产品引入中国,更灵活地响应整车厂客户的需求。

李响认为,合资合作的优势,第一是可以快速获得崭新的技术,比如现在麦格纳能够在全价值链为整个电驱动系统的技术和产业布局提供支持,包括最重要的电机逆变器以及软件、算法等核心元素。

第二是合资合作的伙伴可以带着麦格纳快速进入某一个市场,比如和江铃的合资合作,面对的是商用车轻中型商用车的市场;和华域麦格纳的合作,针对的是电驱动整个系统,针对中国这个电驱动的市场,所以它可以快速地在市场和客户方面获得一个成功。

目前,麦格纳与华域汽车的合资公司位于上海,该公司已为大众MEB平台生产了约8万台高度集成的三合一电驱动系统,并且也已获得一家北美整车制造商及另一家本土整车制造商的电驱动系统新业务。

麦格纳与LG电子去年成立了合资公司,在中国的生产基地位于南京。该公司整合了LG在电机、逆变器和车载充电器领域的专长,以及麦格纳在电动化动力总成系统和世界级制造领域的优势,形成强大的协同效应。

麦格纳与江铃集团的合资公司位于南昌,该公司近几年把业务从传统变速器成功拓展到了电驱动齿轮箱上,截至今年4月,已为蔚来及小鹏等中国电动汽车制造商成功量产了26万台电驱动齿轮箱。 

李响表示:“汽车行业的电动化转型并非一蹴而就,凭借传动系统领域的专业知识和行业积累,麦格纳所开发的平台化解决方案,将赋能中国汽车制造商的未来发展。”

他预计到2025年,麦格纳现在已经赢得的所有业务里面,电动化产品将会超过25%,到2027年左右会超过40%。目前所有的新的工程开发项目有70%,以及业务总量超过15%是电动化业务(包括纯电动和混动)。