百花齐放——TMC2024创新技术解读

又是每年一度的汽车动力系统技术年会胜利召开，又到了每年与之相关创新技术百花齐放。在TMC 2024上， 41家企业的57项全新技术之中，脱颖而出的TOP12都有谁？

动力系统作为汽车的心脏，不论是对于提升传统汽车节能减排水平，还是对于新能源汽车战略性新兴产业的壮大发展，都具有重要的核心支撑作用。在刚结束的第十六届汽车动力系统技术年会（TMC）上，多家企业所带来的创新技术成功入围。在经过现场观众、媒体以及专家票选之后最终决出了12项创新技术。

系统与零部件类

多合一超高集成域控电驱动系统

多合一电驱系统指的是将多个电动汽车动力系统的关键组件集成到一个模块中，以提高系统效率、减少重量和体积，并降低成本。比如大家平常大多接触到的是三合一电驱系统就是把点击、逆变器以及减速器集成在一起，而四合一则是在此基础上再增加了电源管理系统或者车载充电器。理论上而言，越多关键组件集成就越能体现其优势所在，但反比则结构越复杂，且维护及技术要求越高。

谁也不曾想过星驱科技带来的竟然是一套整机重量仅79.8kg，IGBT电驱系统效率高达90.04%的“十二合一”的产品。产品将电机、减速器、MCU、VCU、PDU、HBMS、LBMS、TMS、DCDC、OBC、GWRC整合在一起，全球版更集成了EVCC。作为首个获中汽研“电驱动总成5A级认证”的高品质电驱系统，不但获得001号证书。配合自研专利深度油冷技术，有效提高散热效率。值得一提的是其具备信息功能及等级达ASIL C的功能安全，EMC等级也达到了Class 3。

24000rpm超高速电机

高转速电机可以在更小的体积内提供更高的功率输出，尤其适用于如电动汽车这类对空间和重量要求严格的应用场景。但提升车用电机转速并不容易，机械、电气和热管理都是其技术瓶颈所在。比如随着转速增加电机转子受到的离心力也显著增加。高速旋转所导致转子不平衡或结构出现机械共振现象；高转速下电机绕组电阻损耗增加导致效率下降的同时，高频率变化的磁场在铁心中产生也会出现进一步降低效率的涡流损耗。

另外高转速大幅增加热量若无法有效散热，不但让电机出现过热和性能下降，也会影响整体性能和寿命；高转速和高频驱动下所产生的较强电磁干扰会影响系统稳定性，需要更高精度控制系统才能保证稳定运行。本次由星驱科技带来的800V高压U-pin扁线油冷驱动电机具有高强度、高可靠特性不但具有轻量、小型化结构设计。更提供24000rpm超高转速，机械极限达28000rpm。

高度集成的新一代800V电驱动系统

仅重75kg的麦格纳新一代800V电驱动系统（eDrive），是一款高度集成的嵌入式方案，与前一代相比重量减轻25%，尺寸缩小29%的情况下，仍将电机、逆变器、齿轮箱和控制器集成在一个紧凑的模块中。其应用范围十分广泛，可作为主驱或辅驱为车辆提供相应适配，并支持选配电子断开装置。eDrive峰值功率高达250 千瓦，Boost模式下最高瞬时功率可达350千瓦，峰值轴扭矩为5000 牛米。

高压嵌入技术能实现低损耗和更高的开关频率，而新型主动流体控制系统则可按需分配冷却润滑油。这让其在WLTC工况下效率高达93%。该系统利用了麦格纳的轻量化和高压技术，利用碳化硅和小于0.5 %HRE的极低稀土材料用量，实现更高功率密度和效率，也降低了成本和碳排放。其实eDrive还是一套在机械工程设计上相当有想法的产品。业内首创了可绕驱动轴旋转90°的布局设计，这极大节省车辆前后部空间。

碳纤维转子

电机转子材料的研究是电机设计和性能优化的重要领域。转子材料的选择和改进直接影响电机的效率、功率密度、可靠性和耐久性。在设计和开发电动机转子时，需要考虑，包括磁性能、机械强度与刚性、热管理、电磁干扰与屏蔽、耐久性与环境适应性等一系列技术问题。

成立于2018年的山东博源精密机械有限公司在碳纤维复合材料领域有显著研究成果，本次所提交的碳纤维转子技术，通过树脂材料的应用研究及对碳纤维缠绕工艺优化，使碳纤维复合材料的弹性模量由传统的130~160GPa提升到200+GPa，接近于硅钢的模量，使得碳纤维转子在高速下的弹性变形大幅减少，也降低了在高速下转子材料变形或相对位的发生，不但能降低碳纤维厚度约20%，可靠性同时得到大幅增加，这极大提升碳纤维转子的应用价值及产业化进程。

材料、流体及工艺类

电驱系统效率与超低粘度润滑油

润滑油的抗点蚀能力是指润滑油防止金属表面，因微小电化学反应而产生蚀坑的能力。点蚀是一种常见的局部腐蚀形式，通常发生在齿轮、轴承等高应力接触区域。抗点蚀能力取决于润滑油中的抗氧化剂、极压添加剂和腐蚀抑制剂等成分，这些成分可以在金属表面形成保护膜，防止电化学反应和微观腐蚀的发生，从而延长机械部件的使用寿命并提高设备的可靠性。

为此针对当前能源低碳化、动力电动化的发展趋势，壳牌推出EV-Plus系列新能源汽车专用润滑油品牌及配套的完整解决方案。其中在电动车超低黏变速箱油品的抗点蚀性上做了针对性强化，使KV100超低粘度油品也具有KV100 较高粘度同级的抗点蚀能力。对OEM所关注的电驱效率表现及低粘度下的齿轴保护提供了有效的参考价值。

下一代超低粘度油冷电动车变速箱油

下一代商用车三合一油冷变速箱油

与上面提及的星驱科技一样，嘉实多也是本次创新技术评选之中，同时获得两个奖项的企业。其“下一代超低粘度油冷电动车变速箱油”，除了在效率上有显著提高，也考虑了硬件保护和NVH影响。通过独有测试设备或方法进行产品性能的研究，针对轴承保护方面，嘉实多对比不同流量和温度对轴承性能的潜在影响，全面进行新能源轴承润滑相关的研究工作，而针对NVH，凭借长期积累的丰富经验，嘉实多用特用的方法和评价方式进行油品间NVH差异的对比和评价。

针对商用车领域，嘉实多新推出的“下一代商用车油冷电桥变速箱油”方案，具有广泛的适配高压扁线电机的材料兼容性，在确保与电机材料相容的同时能够提供高级别的齿轮轴承保护能力。产品具有优异的氧化稳定性及剪切稳定性，可实现超长换油周期，降低使用成本。同时该产品还能改善电机冷却效果，实现效率和性能的双提升。

高PV值杜邦Vespel止推垫圈

PV值高低决定了止推垫圈在承受高压和高滑动速度组合下的能力。PV值是压力（P）和速度（V）的乘积，通常用来衡量滑动轴承和垫圈材料在极端操作条件下的性能。高PV值意味着材料可以在高负载和高速条件下运行而不会发生过度磨损或失效。这对于止推垫圈在高应力和高摩擦环境中的应用尤为重要，特别在机械传动系统和旋转设备中。

高PV值杜邦Vespel止推垫圈

比如高转速电机需低粘度润滑油以提高效率，但这增加了冷却和润滑难度。油液在滑动表面间难以形成保护层，易引发磨损和卡滞，尤其金属部件上。杜邦研发了一种改良聚酰亚胺材料制成的止推垫片，其抗压和速度兼容性优于传统金属垫片，可满足EV汽车在电机升级中摩擦和磨损要求。

功率半导体及应用类

车载紧凑型250kw塑封全桥SiC功率模组

塑封全桥碳化硅功率模组的技术难点主要集中在来自于大面积塑封半桥焊接量产，解决焊接空洞和塑封分层等难题。芯联集成的车载紧凑型250kW塑封全桥SiC功率模组是专为电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）设计的一款高效能、高功率密度的功率模组。

其芯片双面烧结，功率循环高达15W次，具有极高的可靠性。而4.5nH的低杂散电感以及2.1mohm低导通电阻，则让CLTC效率达到了惊人的98.6%。另外再工作结温-40-175摄氏度范围内，能有效出流500Arms。可以广泛应用于电动车驱动逆变器、车载充电系统以及DC-DC转换器上。

低电感碳化硅半导体功率模块

低电感碳化硅半导体功率模块是一种先进的电子元件，用于高效能和高频率的电力转换应用，海姆希科本次带来的产品，本身在低电感范畴就拥有11项专利，能降低40%的回路电感的同时，提升电流输出能力15%。

低电感碳化硅半导体功率模块

高结构强度设计让信号针应力仅为同类产品的10%。还能通过集成电流传感器，进一步减少装配体积，降低成本。可适用于电动汽车、可再生能源系统等需要高效电力管理的应用。

开发方法与工具类

电驱系统自动设计及波动系统NVH优化策略

赛玛特在电驱系统自动设计及波动系统NVH优化方面有着先进的技术和策略。通过MSMT先进设计方法和工具，集合零部件几何设计、有限元网格绘制、NVH分析、优化迭代为一体。自动进行几何参数设计到NVH分析优化迭代的全过程。可以有效帮助工程师设计最优秀的产品结构，充分挖掘产品性能，大大提高工作效率。

shonDy粒子法流体仿真软件

ShonDy是一款由舜云开发的粒子法流体仿真软件。该软件采用粒子法（Particle Method）进行流体动力学模拟，适用于复杂流体现象的高精度仿真和分析。而粒子法是一种基于拉格朗日描述的数值方法，通过追踪流体中的粒子运动来模拟流体的行为。操作简洁、快速上手还无需复杂网格划分是舜云这套软件显著的优势。动力总成，整车热管理，仿真设计，实验，齿轮箱飞溅润滑仿真，电机淋油，甩油仿真，整车涉水仿真，车辆雨水管理等等，只要与流体相关的领域，即便应对千万级规模运动粒子，以及复杂的固体与流体耦合运动。舜云都能通过强大的高性能并行计算能力，得到电影级仿真结果渲染。如今这套软件已经成功为近百家客户提供商业服务。

结语：

每年的TMC不仅是技术的狂欢，更是行业发展的催化剂。除了为与会者呈现精彩绝伦的技术盛宴，更为汽车动力系统行业未来发展铺设了坚实的基石。希望这些赞新的技术能在不久的将来，为消费者们带来实实在在的好处。

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