4月17日，在由上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）、山东爱思信息科技有限公司主办，上汽集团创新研究开发总院、上海汽车集团金控管理有限公司、东莞市鑫华翼自动化科技有限公司协办，上海嘉朗实业有限公司、泰科电子有限公司、赣州市稀土新材料及应用集群、宁波招宝磁业股份有限公司支持的SMM IEMC 2026（第五届）电机电控产业前瞻大会——新能源汽车产业论坛上，珠海英搏尔电气股份有限公司技术总工程师刘宏鑫对“电驱系统的性能边界突破与集成创新趋势”进行了分享。
电驱系统的性能边界与突破策略
电驱系统的性能边界与突破策略 ——功率
电驱系统：功率=1.732*U*I*COSø
电压：能随便选择吗？答案是否定的。
半导体电压平台决定了选择平台：100V/600V/650V/750V/900V/1200V/1700V/3300V，电压降额系数0.7-0.8（主电路杂感决定）。
电流：在功率、电压等级确定的情况下，工具电机峰值扭矩、峰值电流来选择，过载时间、冷却条件、开关频率等决定降额。
一般情况下，电压高、电流小，线损低，效率会高，但是由于高电压器件损耗大，又会牺牲一点效率，从提高效率角度讲，意义不大。电压高，电控与电机绝缘系统成本大幅上升，从降成本来说，要仔细研究。
功率半导体是功率边界突破最大局限，可以通过并、串联、多电平等策略来提高工作电压、增大工作电流。
电驱系统的性能边界与突破策略——电机最高转速
电机高速化是电驱动系统轻量化的最有效手段，哪是不是电机的而转速越高越好呢？非也！
电机功率:P=T*N/95535
电机转速N=60*f/P，目前一般采用8极
电机的体积质量与转速成反比
新能源汽车机械变比一般在9-12，超过12，系统工况效率会下降较多
轮端最高转速在1500rpm左右，因此电机最高转速18000rpm足够用了。个别厂家吹捧的30000rpm没有任何意义，高速公路限速最高180km/h，还存在巨大的安全隐患。
高转速存在的问题：
1、扁线电机效率由于高频集肤效应而下降。
2、转子机械强度问题，导致磁阻加大，或者增加纤维套而增大气隙导致效率降低。
3、脂润滑轴承已经无法满足要求。
4、减速箱的可靠性大幅下降。
5、NVH问题难以解决。
2、电驱系统的性能边界与突破策略——电控功率密度
电控功率密度主要由采用的功率器件来决定，分立器件与功率模块差距很大
1、结构创新（用足空间）；2、散热技术创新（减少热阻）。
2、电驱系统的性能边界与突破策略——电机功率密度
电机功率密度主要由株高转速决定，在最高转速确定的情况下下，提升功率密度的方法有：
1、优异的散热结构、方式，2、减少端部长度，如扁线i、S pin、集中绕组，3、高磁感硅钢片、高剩磁永磁体，4、铜常温准超导技术发展。
2、电驱系统的性能边界与突破策略——动力总成功率密度
动力总成功率密度在电机电控功率密度做到最好的基础上，结合减速箱，实现三者高度统一集成的技术。如何提升动力总成功率密度？
1、结构创新，2、材料创新。
此外，其还对电驱系统的性能边界与突破策略——电驱系统性能(扭矩)，电驱系统的性能边界与突破策略-电驱系统性能(速度)、电驱系统的性能边界与突破策略-电驱系统性能(效率)等进行了介绍。
2、电驱系统的性能边界与突破策略——电驱系统性能(NVH)
电驱系统NVH影响因素：（1）电机阶次：电机电磁设计（反电势谐波小、电磁结构对称neg）；（2）电机与电控主电路的电磁噪音：随机变载波（软件）；（3）电机与减速机构连接配合产生：公差配合，花键材质硬度配合；（4）安装悬置产生：机械公差配合、机械强度、模态等。
2、电驱系统的性能边界与突破策略——电驱系统性能(EMC)
电驱动系统EMC对智能汽车的安全性影响很大，因此重要性越来越高。整车对零部件标准逐步从三级-五级提升，对设计难度及低成本要求构成很大的挑战。随着第三代半导体SIC/GaN的普及，EMC将成为电驱动系统的最大挑战。
EMC之所以被称为“玄学”的主要原因：（1）因EMC问题存在复现困难的问题；（2）干扰信号受环境、设备状态等因素影响，时隐时现；（3）整改需通过大量实验调整参数（如铺铜箔、修改网格结构），过程难以精准预测实际规律；（4）EMC问题与工况（负载）息息相关，不同工况表现可能大不相同；（5）EMC问题与电网、与用户的设备息息相关；（6）EMC与线缆接地、系统接地、线缆分布参数等息息相关。
解决措施：（1）地，（2）屏蔽（电场与磁场），（3）滤波技术（无源与有源），（4）硬件设计（电源、电路、PCB），（5）软件（有效、低成本，数字化控制带来的收益）。
电驱系统集成创新技术
3、电驱系统集成创新技术——结构创新
简单的物理集成——高度一体化集成
3、电驱系统集成创新技术——拓扑创新
DC充电桩常用拓扑——集成充电器技术
一般地，车辆驱动和充电不会同时发生，因此尽可能共用电力电子器件变得有现实意义，集成充电器最重要的优势是利用车辆现有组件实现了高功率、双向快速充电。尤其是主电路采用SIC、GaN器件后。
集成充电器通过接触器重新配置电机绕组接线或者增加非集成装置来实现系统在驱动和充电模式之间的切换。若利用电动机绕组中的漏抗作为电网接口中所需的电感，主要是需要在充电期间保持零扭矩。集成充电器单相（慢）充电时，相对容易可避免电机电磁转矩产生。但三相充电时，需要避免电机电磁转矩产生引起的不期望的机械振动、噪声。关于安全，集成充电器若进行双向充电（V2G），则需要考虑并网条件，如需考虑防孤岛效应等。
►T型三电平结构，芯片面积比分立方案减小4倍
GaN与IGBT结合三电平带来：1、EMC性能提升；2、轴电流大幅减小。低压-高压；小功率-大功率过渡。
逆变器复用：如Hillcrest的SiC牵引逆变器方案，利用驱动系统实现交流-直流转换，无需独立OBC模块。
3、电驱系统集成创新技术——封装与焊接工艺
通过：1、双面水冷技术（DSC）；2、氮化铝（AlN）陶瓷基板代替氧化铝（Al2O3）陶瓷基板；3、低温银、铜烧结或者低温焊接技术。
实现了功率回路的低热阻、高可靠性设计，相比传统导热硅脂压接方案：1、热阻降低30-50%；2、节温降低20度以上，可靠性提升10倍以上；3、过载时间延长50-100%，对于商用车需求，成本大幅降低；对于乘用车，功率器件选型可以减小，降低成本。大幅延长功率循环的寿命。
质保条款：3年15万公里-6年30万公里-8年60万公里。
当前以PCB嵌入式为代表的新一代技术（CIPB)纷纷出现在各家的研发名单中。这一技术是通过将高压大功率芯片直接嵌入PCB板（如SiC、GaNMOS芯片），替代传统分立式功率器件或者模块，可实现电驱控制器的高密度集成与性能的大幅跃升。对于第三代半导体尤为重要。
3、电驱系统集成创新技术——高效化
其结合IGBT+ SIC MOS混合器件应用、高效混合系统的案例进行了介绍。
电驱系统模块化标准化智能化是未来发展大势所趋
电驱系统模块化、标准化是实现低成本高可靠性的必由之路。
电驱系统高度集成化：轻量化、持续降本、可靠性提升是行业进步的持续动力
1、整车线束无线化：整车控制器按照区域分布，除门等安全回路外，都可以无线化，VCU与车身控制器融合设计，车身控制器与继电器板、保险盒等外围控制部件融合设计，降本1000-3000元；
2、MCU与电源融合设计：如控制系统复用、与OBC的PFC复用或者直接实现充电、接口复用；
3、高度集成减少接插件、持续降本提高可靠性；
4、显示屏除仪表盘外，智能屏可拆卸、可搭配任何PAD、注意整条显示屏风险；
5、大胆探索新的整车系统拓扑（动力架构、刹车机构）。
原则：不牺牲整车安全性与可靠性降本
电驱系统智能化是新能源汽车技术走向成熟的技术保障
电驱系统智能化主要是AI技术应用，主要表现在以下几个方面：
1、建立EDS各环节的热、可靠性模型，通过数字孪生技术，实时掌握EDS的可靠性数据；
2、持续优化产品软件、硬件迭代，不断提高产品可靠性；
3、注重功能安全与信息安全。
此外，其还对英搏尔公司进行了简介。
