华为数字能源彭鹏:电驱动发展趋势与华为技术优势探讨

NE时代新能源

阅读 2055    更新于2022-09-30 13:39:00

2022年9月21-22日,由NE时代主办,巨力自动化总冠名,巨一动力、中车时代电气、华域电动、上海电驱动战略合作,华为数字能源、智新科技生态合作的“2022(第二届)全球xEV驱动系统技术暨产业大会”在上海嘉定圆满召开。

在21日的主论坛上,华为数字能源技术有限公司智能电动领域副总裁彭鹏分享了电驱动发展趋势与华为技术优势探讨从客户的需求痛点出发,华为认为电驱动系统存在四大发展趋势,并基于此展开布局,从工具链、软件平台、硬件平台、智能算法、通信技术等方面持续提升动力域技术,解决电动化过程中用户的焦虑和整车厂的痛点。

以下为现场实录:

谢谢大家!今天这个题目是曾总给我的命题作文,想让我介绍一下华为数字能源对电驱动未来趋势的一些看法,包括解析一下华为做电驱动这个产业它的优势在哪里,为什么我们会投入在这方面。

今天我的题目叫做《臻智归一,架域未来》,包含了华为的核心价值点的所在。今天的分享包含两部分:第一部分是NEV发展趋势和挑战。第二部分是华为智能电动助力NEV产业快速发展。

第一,NEV发展趋势和挑战。如图所示是新能源汽车产业的大致发展阶段预测,早期我们属于政策驱动型,在这个阶段需要国家政府针对车企OEMs和充电基础设施投资进行补贴和政策优惠。现在已经步入了政策+市场双轮驱动的环节,在这个阶段,我们的用户逐渐对新能源车的应用开始逐步接受。现在新能源车私家车占比到了70%,这意味着到了一个拐点,会极快得进入纯市场驱动阶段。我们认为,到2024年左右,随着国家政策的逐渐退坡,基本上在这个时间段会成为纯粹的市场驱动。

即将进入市场驱动时期,我们依然面临这些问题和挑战?上面是消费者认为的,现在购买新能源车还存在的三个挑战,续航里程焦虑、充电不便捷、电池安全顾虑等等。下面是OEM厂商关注的问题,比如整车开发周期越来越快,每个平台的开发成本很高,动力域要随着自动驾驶等新增的功能增强体验,动力域的问题也要智能化。当前来说,动力域的智能化发展也比较缓慢。最后是如何做到动力域差异化的体验,更胜一筹的驾乘体验。

我们以终为始,要解决以上这些挑战和痛点,才能够推动电动车产业持续长远地发展,结合电驱动相关有以下四大发展趋势。这个发展趋势是从我们去年年底发布的动力域八大发展趋势当中摘取的,跟电驱动系统息息相关:1.融合极简。2.千伏闪充,3.全场景高效,4.AI使能安全可靠。

1.融合极简。融合的目的就是简化OEMs开发周期,降低开发成本,提升驾乘体验。当前三合一的电驱动系统打破了原来分离式的电驱动,已逐渐被整机厂接受了。三合一的比例目前在50%,有一部分领先的企业已经上市和开发了多合一的系统,包括六合一、七合一、八合一。首先我们做到了硬件的融合,包括单板的融合。未来我们认为,如果要实现智能化,它可能还在控制的融合方面会更进一步。实现智能化的架构,辅助智能驾驶,就要做到动力域控制的集中。这种融合分为两种形态,一种是目前已经有的一些滑板底盘的概念,另外一种是电驱动和充电系统,热管理系统,制动系统等等的融合,包括电、热、机械等各种结合。

2.千伏闪充。更高的电压平台,实现3-5分钟的快速补能体验。解决用户充电焦虑,同时降低因为续航焦虑带来的电池过配,降低整车价格。当前国内很多车型还是属于400V,已经有一些车企已经推出了800V的电压平台。在800V的电压平台下,基本上可以实现50%的补能效率提升。如果做到5分钟内补能50%的话,未来一定会走到接近千伏的平台。现在我们的充电基础设施也在往千伏的平台走,有一些主机厂也在往更高的电压平台走,这也是为了解决用户在充电方面的焦虑。如果我们的充电基础设施部署得比较充分,能够减轻用户的续航忧虑,那车企在整车电池的配置成本上也可以降低。

3.全场景高效。同样的电池容量配置,在各种用车的工况下,实现更优的用电效率,更长的续航里程。当前大家都在研究怎么提高电驱动的效率,有很多方法,包括引用功率半导体的器件——碳化硅,包括扁线电机等等,还有高效的拓扑。从器件的高效率走向系统的高效,包括电驱动系统的高效、逆变器的高效、车载充电的高效以及充电场站的高效。未来我们会走向场景的协同高效,这就需要做到电能、热能、动能的三能互补,实现全工况的高效。未来还包括实现云上的标定,实现全生命周期的高效率。

4.AI使能安全可靠。将AI技术、云、大数据等数字化手段应用于动力域电力电子,实现动力域的安全可靠。如何解决用户对安全顾虑的方面,当前车端BMS无法预测电池热失控,有些企业通过大数据和端侧结合,但是热失控预测效果不佳。一些先进企业已经通过将AI技术进行结合,能够提前24小时预警,提升用车的安全性。未来,AI不光能够预测电池的热失控预警,同时它会走向动力域系统,我们称之为动力云。动力云能够实现动力部件的健康度检测,以及故障的提前预警,大大地提升安全性能。

第二部分,华为智能电动助力NEV产业快速发展。

华为公司是领先的ICT设备供应商,我们面向三类客户:消费者、运营商客户、政企客户。有六大块业务领域,其中和大家息息相关的就是智能汽车BU和数字能源公司。智能汽车的BU主要是负责研究车的智能化部分,我今天代表数字能源公司智能电动领域来与会分享,动力域相关(电动化)这部分的开发、销售、供应、服务都E2E在数字能源公司,数字能源还包含其他的一些领域,像智能光伏、数据中心基础设施、站点能源等等。

智能电动是数字能源下面的一个子领域,它继承的优势包含电力电子技术和华为公司在ICT领域的一些沉淀,包括通信技术和AI技术、云技术等等。数字能源从事的开发研究,是从新能源发电,到电的传输、终端消耗、分配、利用等等,每个环节我们都有这方面的开发和投入。智能电动是交通电动化的一部分,还有充电网络也是和交通电动化相关。我们的核心技术包括电力电子的材料、器件,还有热、电池储能技术。数字化技术方面,包括传感器、数据、云、AI,目标是通过比特管理瓦特,实现最优的配置。我们面向全行业,聚焦在五大领域,提供开放的生态环境和大家合作。

华为智能电动聚焦解决在电动化过程中用户的焦虑和整车厂的痛点。用户很关心用车的成本、用车的体验,整机厂关心开发成本、快速上市、智能化、安全可靠。智能电动品牌就是DriveONE,融合极简、安全可靠、卓越体验、AI云智。

我们的优势在哪里?数字化技术和电力电子的根技术,同时我们还具备一些软件方面的优势,像AutoSar的软件平台,硬件的架构平台,另外还有三电的工具链,能够帮助车企快速地打造整车平台,整车的上车时间以及降低开发成本,使能智能化的增值应用,包括自主供应等等。

首先看一下软件部分,华为是AutoSar的高级会员,2007年就是高级会员了,参与到AutoSar域的架构和规则制定。2018年我们还收购了意大利的Evidence公司,它在操作系统方面有很深的底蕴,华为的AutoSar团队遍布全球,包括哥德尔、意大利、德国、法国。除了AutoSar,今天中午和几个行业专家也讨论到,华为开放了“欧拉”的操作系统,我们向企业用户开放,目前已经部署了170万套,企业客户可以结合华为云使用“欧拉”操作系统,这样在操作系统的自主安全方面更有保障,另外基于用户的鸿蒙操作系统目前在3亿套用户终端上应用,用户在终端之间可实现无感流转,这也是我们很大的优势。

在电力电子和热管理技术方面,我们有很强的底蕴。热管理方面,我们有业界热管理的国际顶级专家。电力电子高效方面,包括高效的器件、拓扑、领先的控制算法。从应用来说,举一个其他领域例子,刀片电源是应用在通信基站上的一款设备,在很多基站的应用场景下,站点的位置有限,传统的电源结构很大,加上电池,很难在很小的空间范围部署。我们通过引入高阶的“蝴蝶架构”结构设计,加上大通流运行的高精密连接器+3D散热技术,把电源打造成跟刀片一般,像A4的本子那么大,可以直接挂在街边电线杆上。这个设备应用在极热的中东沙特区域,可以用在极寒的比如俄罗斯区域。类似如此,我们将这些热技术也应用到车载的电驱动系统开发上,实现在车上小空间的灵活布设,华为的智能油冷三合一电驱动系统在国内也是量产,我们的智能油冷技术不仅在电机定转子的表层,在定转子的内核也能够助力热传导。

华为在通信技术方面的应用,从3G到5G,包括短距离通信、长距离通信,包括ZigBee、蓝牙、Wifi等等,我们也把这些技术应用到电源管理,包括电池的单体管理。原来基站设备都是“哑”设备,通过短距离的传输,实现智能通信,了解我们电力设备处于什么状态,可以做智能化的运维管理。我们也同样将这样的技术应用到电池包里面,这样可以减少电池包走线以及传输的性能,实现实时地对电池健康度和性能的检测。未来通信的技术也会应用于动力域的架构,监测电驱动、OBC、IGBT工作状态的工作情况,实现性能的实时优化。

现在我们已经将AI技术部分应用于动力域,比如是在功率器件的智能诊断,它也是AI的应用。这里也举个行业应用案例,在新冠爆发的初期,有很多肺部照影影像的识别,需要医生人工去看。华为通过AI技术把它的特征让机器学习以后,能够极大地提升肺部照影影像识别的效率,减少了人工的工作量。同理,我们在功率器件来料检验的智能诊断方面也是应用了这个技术,像IGBT、碳化硅的这些功率器件,可以通过图像的诊断、识别,在来料和测试阶段就可以发现这个IGBT是不是有潜在的问题,通过识别筛选后可以提升可靠性。另外,电池的热失控预警包括电池寿命的精准预测,从而促进汽车二手市场的发育,更好地推动汽车产业电动化的发展。此外,未来我们能够实现电驱动故障的精准预警,能够实现电驱动特性的常用常新。

华为智能电动领域投入汽车电动化的发展历程,仅短短四年左右,进步还是得到了行业的广泛认可。我们在2020年发布了业界首款的超融合七合一电驱动系统,今年已经实现量产上车。在2021年发布了业界首个全栈的高压动力域解决方案,目前已搭载在北汽极狐阿尔法S、长安阿维塔11上。

最后总结一下,华为智能电动聚焦于三电系统的电力电子和电控方面的应用与开发,我们的产品系列从车载充电到电驱动系统、BMS管理、热管理,以及车下充电网络的开发研究,我们希望能和产业链上下游的伙伴们,OEM车企、运营商、供应商、行业协会,以及高校等,一起解决电动化过程中面临的问题和挑战,共同推动电动化的快速发展。以上就是我今天的分享,谢谢大家!

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