什么是大三電、小三電?

一般來說，大三電包括：驅動電機、電控、變速器；小三電則包括：高壓配電盒PDU、車載充電機OBC和DC/DC變換器。

1、大三電

包含三大總成部件：

驅動電機總成

控制器總成

傳動總成

新能源汽車的電驅動系統(tǒng)在高溫、高濕、振動的復雜工作環(huán)境下，基于實時響應的軟件算法，高頻精確地控制電力電子元器件的功率輸出特性，實現(xiàn)對驅動電機的控制，最終通過精密機械零部件對外傳輸動力。

2、小三電

同樣包含三個總成：

DC/DC變換器

車載充電機OBC（On-Board Charger）

高壓配電盒PDU（Power Distribution Unit）

其主要功能為提供電力轉換及電池的充放電功能，車載電源作為新能源汽車動力總成中的重要組成部分，必須滿足功率密度大、體積小、質(zhì)量輕、抗干擾能力強、可靠性強、壽命長等特點。

電驅動關鍵技術

1、電機高速化

驅動電機主要為機械部件，在行業(yè)競爭日趨激烈的情況下，提升電機的功率重量密度和功率體積密度，使電機質(zhì)量減輕是降低驅動電機產(chǎn)品成本的有效方式。

提升電機轉速，則對電機的設計提出了更高的要求，軸承選型、電機散熱、轉軸材料、定轉子硅鋼片材料、電磁仿真、機械強度仿真、熱仿真、公差計算匹配等等都變得更有挑戰(zhàn)性。

近年來不論是國內(nèi)還是國外的產(chǎn)品，電機的最高轉速都在不斷的提升過程中。

2、電機扁線化

扁線電機，即采用扁平銅包線繞組定子的電機。與普通圓漆包線繞組相比，扁線繞組在相同的體積下，具有能量密度更高，電機效率更高的特點。

其優(yōu)點包括：

更高的槽滿率：相比傳統(tǒng)圓線電機，裸銅槽滿率可提升20~30%，有效降低繞組電阻進而降低銅損耗。

散熱性能更好：扁線形狀更規(guī)則，在定子槽內(nèi)緊密貼合，熱傳導效率更高，提升電機峰值和持續(xù)性能。

更短的端部尺寸：相比圓線電機繞組端部尺寸更短，端部總高度短5~10mm，有效降低端部繞組銅耗。

更好的NVH表現(xiàn)：扁線結構繞組有更好的剛度，同時扁線繞組通過鐵芯端部插線，電磁設計上可以選擇更小的槽口設計，有效降低齒槽轉矩脈動。

特斯拉、上汽新能源、雪佛蘭Volt、豐田第四代Prius、長城蜂巢、東風嵐圖、保時捷Taycan、大眾ID.4、漢GT、吉利極氪等車型或平臺中都采用了扁銅線定子電機。

扁線電機已經(jīng)進入大規(guī)模量產(chǎn)期，未來隨著技術工藝的進一步成熟，扁線電機的生產(chǎn)成本有望低于傳統(tǒng)圓線電機。

3、IGBT單管并聯(lián)分立式技術

IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產(chǎn)品。

封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。

采用MOSFET以及IGBT單管并聯(lián)技術（PEBB電力電子集成技術）的理念制作功率模塊，有利于電機控制器靈活擴容，精準功率匹配，降低成本，保障了產(chǎn)品的可靠性，且具有良好的電磁兼容性。

根據(jù)英搏爾公司2021年半年報，其采取單管并聯(lián)方案的“集成芯”動力總成其重量、體積、成本均低于目前主流產(chǎn)品20%以上。

同時，在電機控制器向高壓大功率趨勢發(fā)展的情況下，第三代功率半導體SiC的應用成為共識，因其導通電阻小，開關速度快的特點，運用單管并聯(lián)技術才能發(fā)揮其最優(yōu)特性。

4、SiC提升電控性能

在新能源汽車電機控制器當中，電力轉換是通過控制IGBT的開關來實現(xiàn)的。IGBT受材料本身的局限，較難工作在200℃以上。

高功率密度的電機控制器需要高效的電力轉換效率和更高的工作溫度，這對功率器件也提出了更高的要求，如：更低的導通損耗、耐高溫、高導熱能力等。

基于SiC單晶材料的功率器件，具有高頻率、高效率、小體積等優(yōu)點（比IGBT功率器件小70-80%），已經(jīng)在特斯拉 Model 3 車型中得到了應用。

SiC半導體控制器能使新能源汽車實現(xiàn)更長的續(xù)航里程、更短的充電時間、更高的電池電壓。

與二代硅基IGBT相比，半導體SiC 750V時能效增加8-12%，總損耗減少約1/7，模塊體積僅為IGBT的1/5左右，開關頻率為IGBT的5-10倍。

電驅動總成技術發(fā)展趨勢

1、系統(tǒng)集成化

系統(tǒng)集成化為確定性趨勢，是技術發(fā)展和成本壓力下的選擇。

電驅動系統(tǒng)集成化是未來確定性的趨勢，同時集成化產(chǎn)品也增加了行業(yè)的進入壁壘，技術層面，集成化程度更高的產(chǎn)品優(yōu)勢包括：

機械方面殼體、軸等部件上能夠做到集成化，這樣減少了使用零件的個數(shù)與部件的重量，節(jié)省了成本；

電氣方面大三電集成能夠減少控制器與電機相連三相線的長度，效率提升的同時也節(jié)省了線束成本，密閉的殼體空間內(nèi)使電磁兼容方面的性能也能夠提升；小三電方面共電路板設計也能夠降低成本和產(chǎn)品體積。

系統(tǒng)層面，集成產(chǎn)品由一家來供應也可在最初始階段就進行優(yōu)化設計達到系統(tǒng)的成本最優(yōu)，節(jié)省成本的同時也節(jié)省空間，在整車裝配更迅速快捷。

2018年，分體式90kw電驅動系統(tǒng)電機、電控、減速箱、高壓連接線束總價在11000元左右；

2020年，集成式90KW電驅動系統(tǒng)平均產(chǎn)品價格已經(jīng)降到了7500元左右，降幅超過30%，同時體積和重量也下降明顯。

2、多合一將逐漸代替三合一

隨著電驅動產(chǎn)品集成化的進一步提升，除電機、電機控制器、減速器之外，高壓分線盒、DC/DC、充電機OBC等零部件也可能集成進去，形成功能更全的多合一動力總成系統(tǒng)。