為商用車提供全系列電氣化創(chuàng)新解決方案
——博格華納舉行IAA 2022回顧暨商用車創(chuàng)新科技線上分享會

本刊記者 肖獻法 文

2022年9月28日，博格華納(BorgWarner)舉行“蓄勢謀變，創(chuàng)領未來”2022 IAA回顧暨商用車創(chuàng)新科技線上分享會，通過線上與線下相結(jié)合的形式，帶領國內(nèi)媒體“云逛博格華納2022 IAA展臺”，一睹博格華納應用于商用車的全系列電氣化創(chuàng)新解決方案。

分享會上，博格華納排放、熱能及渦輪增壓系統(tǒng)副總裁兼亞洲區(qū)總經(jīng)理Chris Lanker先生介紹了“蓄勢·前行”戰(zhàn)略在華的落地，博格華納排放、熱能及渦輪增壓系統(tǒng)工程總監(jiān)彩霞博士以及博格華納Akasol研發(fā)總監(jiān)Martin Busche 先生解析了博格華納在2022 IAA上展示的創(chuàng)新產(chǎn)品及技術成果，并探討了博格華納在中國商用車領域進行電氣化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略布局。

圖1 2022年9月28日，博格華納舉行2022 IAA回顧暨商用車創(chuàng)新科技線上分享會

據(jù)介紹，IAA 2022展會上，博格華納重點展示了其領先的商用車電氣化產(chǎn)品組合，包括最新的商用車前沿電氣化產(chǎn)品及技術：高能緊湊型電池系統(tǒng)、高功率電子風扇eFan系統(tǒng)、直流快速充電樁，以及其他電氣化創(chuàng)新成果，并通過線上深度解析了博格華納“蓄勢·前行”戰(zhàn)略。

作為全系電氣化創(chuàng)新解決方案的領先供應商，博格華納用于商用車電氣化領域的產(chǎn)品范圍正不斷擴大，幾乎涵蓋了電驅(qū)動的所有領域。其商用車電氣化產(chǎn)品可以為4大類，分別是熱管理(電子風扇、高壓液體加熱器等)、電能(電池系統(tǒng)、充電樁等)、電驅(qū)動(電機、集成式電驅(qū)動模塊、功率電子等)和氫氣內(nèi)燃機噴射系統(tǒng)。

圖2 博格華納排放、熱能及渦輪增壓系統(tǒng)副總裁兼亞洲區(qū)總經(jīng)理Chris Lanker，博格華納排放、熱能及渦輪增壓系統(tǒng)工程總監(jiān)彩霞博士，博格華納Akasol研發(fā)總監(jiān)Martin Busche參加線上分享會

繼續(xù)加強新能源汽車配套產(chǎn)業(yè)布局

Chris Lanker先生首先表示：“博格華納的車行解決方案正向著更節(jié)能、更潔凈的方向轉(zhuǎn)型。自2021年發(fā)布‘蓄勢·前行’戰(zhàn)略以來，博格華納已成為能夠提供極具創(chuàng)新的可持續(xù)解決方案供應商；在商用車領域，通過自研開發(fā)及戰(zhàn)略收購，博格華納用于商用車電氣化領域的產(chǎn)品已拓展至幾乎涵蓋了熱能管理、電能及電驅(qū)動的所有領域，包括電子風扇、高壓液體加熱器、電池系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、充電樁、電機、集成式電驅(qū)動模塊、功率電子等解決方案。”通過上述努力，博格華納“已經(jīng)(提前)完成2025年電動汽車有機銷售額目標，”并預期“2030年，45%銷售額來自電動車業(yè)務?！?/p>

他還稱：“受新冠疫情影響，2022年商用車市場雖發(fā)展受限，但中國商用車市場仍然是全球最大的市場之一。在越來越精細化的客戶需求驅(qū)使下，我們很高興看到中國商用車正在不斷創(chuàng)新。博格華納作為全球汽車制造商的供應商和技術合作伙伴，秉承130多年的技術沉淀和經(jīng)驗，將一如既往地為中國客戶提供滿足需求的車行解決方案。”

2022年，博格華納繼續(xù)加強在全球乃至中國的新能源汽車配套產(chǎn)業(yè)布局。例如，2022年4月，博格華納完成了對天津松正輕型車電機業(yè)務的收購；2022年9月20日，博格華納宣布收購湖北追日電氣股份有限公司(SSE)充電及電氣化業(yè)務。由此，博格華納進一步鞏固了其在電驅(qū)動系統(tǒng)和充電業(yè)務領域的領導地位，并與其全球業(yè)務版圖形成互補。

圖3 博格華納IAA 2022展臺

圖4 博格華納首次展出高能緊湊型電池系統(tǒng)(電池包)( FMA)

展示用于商用車的全系電氣化創(chuàng)新解決方案

分享會上，博格華納通過視頻形式，展示了其在2022漢諾威國際商用車展覽會(IAA 2022)上展出的用于商用車的全系電氣化創(chuàng)新解決方案，包括首次展出的高能緊湊型電池系統(tǒng)，等等。

1.首次展出高能緊湊型電池系統(tǒng)(電池包)( FMA)

IAA 2022上，博格華納首次展出了高能緊湊型電池包(FMA)。據(jù)介紹，該系統(tǒng)可堆疊使用和充分利用安裝空間，且其高度范圍為10～12 cm，非常適合輕型客車等的車身底部結(jié)構。作為模塊化緊湊型電池系統(tǒng)，該電池包適用于對各種空間要求極高的商用車上，可滿足商用車對各種空間的需求；擁有多級別安全方案，可最大限度地保障電池組安全；同時，還可以在有限空間框架內(nèi)實現(xiàn)高效能。

2.全新的高功率電子風扇eFan系統(tǒng)

IAA 2022上，博格華納展示的全新的高功率電子風扇eFan系統(tǒng)也收獲了一致好評。據(jù)介紹，新一代的燃料電池卡車或中重型純電動卡需要專用的高電壓熱管理解決方案，如高功率電子風扇eFan系統(tǒng)。eFan系統(tǒng)集冷卻風扇、電機和逆變器于一身，可冷卻電動商用車中的驅(qū)動電機、電池和電子設備等部件。完全密封的封裝方式可確保系統(tǒng)的長期可靠運行，而且該技術具有從低于650 V到高達850 V的廣泛工作范圍。eFan系統(tǒng)具有可靠、功率密度高和總體效能優(yōu)的特點。

3.高壓液體加熱器(HVCH)

IAA 2022上，博格華納展示的高壓液體加熱器，作為熱管理系統(tǒng)的一部分，采用超緊湊的模塊化設計，具有封裝尺寸更小、熱功率密度高和輕量化的優(yōu)異特質(zhì)，可用于座艙加熱，同時能夠確保電動汽車的電池組和電池單元內(nèi)始終均勻的溫度分布。該產(chǎn)品適用于250～800 V電源，功率范圍3～10 kW，可推廣到任何類型的商用車上。

圖5 博格華納展示的全新高功率電子風扇eFan系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于熱管理系統(tǒng)的一部分

圖6 博格華納展示的高壓液體加熱器，也屬于熱管理系統(tǒng)的一部分

圖7 展示的2個型號的電驅(qū)系統(tǒng) ：Cascadia iM-425(左)、Cascadia iM-225W(右)

4.商用車集成式電驅(qū)動系統(tǒng)

據(jù)介紹，博格華納展示的緊湊型商用車集成式電驅(qū)動模塊，由電動機、控制器和減速箱組成。其中，博格華納HVH410電機(外徑410 mm)，作為博格華納久經(jīng)考驗的高壓電機平臺，具有高功率密度和10年的可靠性，可在緊湊的封裝空間內(nèi)輸出超大轉(zhuǎn)矩。電機控制器的功率模塊使用了博格華納成熟的雙面水冷Viper模塊技術，可滿足寬廣的功率需求，在減少半導體面積下，提高了成本效益；這得益于已獲專利的Viper的成熟應用，以確保更高的可靠性、適配性和可定制性。

此外，當前該電驅(qū)系統(tǒng)的功能安全等級已達到ISO 26262標準下的ASILC，具備拓展成ASILD的能力和儲備，且軟件具備網(wǎng)絡安全功能。

具體到Cascadia iM-425型號，該電驅(qū)動系統(tǒng)適用于重型卡車，其集成逆變器和電機降低了系統(tǒng)復雜性和成本，在有限的可用空間內(nèi)實現(xiàn)高性能；完全獨立的油冷卻系統(tǒng)支持高轉(zhuǎn)矩和高功率密度，其峰值可達到2 600 Nm和425 kW。據(jù)悉，該產(chǎn)品于2022年第1季度開始小批量生產(chǎn)。

而Cascadia iM-225W型號，該電驅(qū)系統(tǒng)計劃2023年1月開始小批量生產(chǎn)，它可以直接安裝標準液壓泵，集成的逆變器-電機可降低系統(tǒng)復雜性和成本。而且，其主電機和逆變器已經(jīng)過多年現(xiàn)場驗證經(jīng)久耐用 。該系統(tǒng)可在ePTO動力驅(qū)動、液壓泵驅(qū)動的中型和重型卡車(垃圾車、割草機和輕型貨車)上應用。

5.氫氣內(nèi)燃機噴射系統(tǒng)

氫氣內(nèi)燃機技術是一項可快速上市的動力總成系統(tǒng)解決方案，包括現(xiàn)有解決方案的改進、轉(zhuǎn)換，只需對傳統(tǒng)內(nèi)燃機進行輕微調(diào)整，便可輕松實現(xiàn)技術轉(zhuǎn)型。但由于氫的密度大大低于汽油和柴油，因此需要設計一套全新的燃料存儲和包裝方案，以滿足發(fā)動機噴射系統(tǒng)的要求。

博格華納作為氫氣內(nèi)燃機噴射系統(tǒng)技術方案的提供者，已在噴射系統(tǒng)領域積累多年經(jīng)驗，并積極致力于低、中、高壓環(huán)境下的氫組件應用，包括進氣道噴射和直接噴射等解決方案；該方案是整個氫氣噴射系統(tǒng)的集成——包括控制器、軟件和標定，可為各類客戶提供單個部件或完整的交鑰匙解決方案。

圖8 博格華納展示的氫氣內(nèi)燃機噴射系統(tǒng)

圖9 博格華納展示的IPERION-120快速充電系統(tǒng)

6.IPERION-120直流快速充電樁

博格華納IPERION-120直流快速充電樁能夠以120kW的功率，為一輛電動車全功率充電，也可同時為2輛電動車充電。該充電樁的輸出電壓高達900 V，可為800 V的純電動汽車充電，也適用于未來新一代電池的功率要求，具有高度靈活性。

IPERION直流快速充電樁的目標是在社區(qū)停車場，為乘用車提供支流快充服務，充電30～40 min；或者為中、重型商用車提供夜間充電，例如“安家”公共汽車停車場，為公共汽車夜間充電。同時，博格華納正在擴大產(chǎn)品組合和研發(fā)新的功能。

目前IPERION- 120直流快速充電樁已投入批量生產(chǎn)。計劃2023年達到800套，2025年達到3 000套。

7. 電池管理系統(tǒng)、逆變器等

IAA 2022上，博格華納還展示了混動及電動汽車電池管理系統(tǒng)、逆變器、功率模塊及功率開關等產(chǎn)品。

圖10 博格華納800 V高能量密度的逆變器

其中，逆變器作為電動汽車必不可少的零部件，它將電池組的直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)，為驅(qū)動電機提供動力；而每個逆變器內(nèi)都有一個功率模塊，通常由6個半導體電源開關組成，用于管理流向電機的功率。博格華納800 V高能量密度的逆變器，應用了博格華納自研的可擴展式功率模塊(Viper 系列)，結(jié)合增強的散熱設計，實現(xiàn)了應用升級。與之前相比，具有更輕的質(zhì)量、更小的尺寸、更高的壓力驅(qū)動循環(huán)效率和更高的功率密度和易于擴展的設計等優(yōu)勢，整體產(chǎn)品價值獲得了用戶的良好口碑。

基于3大支柱，為多樣廣泛的商用車提供電動化技術

Chris Lanker介紹：“早在可持續(xù)發(fā)展成為潮流之前，我們就提出了創(chuàng)建一個‘潔凈、節(jié)能的世界’的愿景。作為擁有130多年經(jīng)驗的全球領先供應商，我們 為世界上幾乎所有汽車OEM提供技術產(chǎn)品。為了實現(xiàn)博格華納的愿景，我們將持續(xù)推動‘蓄勢·前行’戰(zhàn)略?！?/p>

“我們的‘蓄勢·前行’戰(zhàn)略基于3個支柱，第一支柱是在電動汽車領域的有機增長；第二支柱是通過并購向電動車業(yè)務大力擴張；第三支柱是持續(xù)優(yōu)化高效內(nèi)燃機產(chǎn)品組合?！?博格華納為每個領域設定了自己的目標，他補充道。

Chris Lanker 還稱，“博格華納認為，中國商用車的發(fā)展將會在以下4方面展開攻勢：可持續(xù)化、電氣化、智能網(wǎng)聯(lián)化和自動駕駛。中國電動商用車市場是世界上最大的商用車市場，情況非常復雜、多樣，政策支持力度很大。而想要在中國市場占有一席之地，必須因地制宜，實現(xiàn)本土化創(chuàng)新。因此，作為我們‘蓄勢·前行’的一部分，博格華納已做好準備，正在加快電氣化戰(zhàn)略，為所有類型車輛和架構開發(fā)創(chuàng)新和可持續(xù)的電氣化解決方案，為多樣廣泛的商用車提供電動技術?！?/p>

圖11 博格華納展示的混動及電動汽車電池管理系統(tǒng)

“目前，我們在‘蓄勢·前行’戰(zhàn)略的帶領下已取得新成果，” Chris Lanker說。據(jù)悉，2021上半年博格華納發(fā)布“蓄勢·前行”這一戰(zhàn)略時，其年度營收中，電動汽車相關業(yè)務占比不到3%；而目前已達到25%(提前完成2025年電動汽車有機銷售額目標)，并計劃2030年達到45%。

對于未來新能源汽車市場發(fā)展，Chris Lanker 稱：“預計未來8年內(nèi)，電動商用車市場份額將達到10%以上；在某些情況下，甚至可以完全實現(xiàn)電動化。尤其在中國，新能源政策支持力度非常大，商用車電氣化速度加快，預計2029年電動車市場份額將達到約70%；與此同時，中國企業(yè)也在加快能源結(jié)構向氫能源轉(zhuǎn)型。氫氣的應用也會大面積提升，F(xiàn)CEV將是長期的趨勢?！?/p>

總之，博格華納憑借領先的部件和系統(tǒng)解決方案，以及對驅(qū)動需求的深入理解，一直為全球各地的汽車制造商提供更清潔、更高效的定制化產(chǎn)品和解決方案，包括應用于乘用車、商用車以及非道路機械的傳統(tǒng)能源驅(qū)動技術方案和新能源驅(qū)動技術方案。S