华域麦格纳王飞：电驱动系统关键零部件可靠性全流程思考

第一电动大牛作者 NE时代 2023-07-06 21:04

电驱动市场是快速增长的一个市场，从2021年110万辆到2022年700万辆。因此，得出的结论就是千万级的市场会很快到来。

市场对电驱动产品提出四个核心需求包括：低成本，小型化，高性能，可靠性。其中可靠性是重中之重。

然而，如何确保可靠性呢？华域麦格纳电驱动系统有限公司电驱动项目负责人王飞总介绍了公司电驱动产品从设计-仿真-测试-最终量产全流程的可靠性把控。高性价比产品，完善的质量与研发体系，也让华域麦格纳不断获得客户的信赖，获得多个重要的国内外项目。

以下是演讲实录。

各位上午好！

首先讲讲我这个议题的背景。左边的图是NE时代的一个数据，电驱动市场是快速增长的一个市场，从2021年110万辆到2022年700万辆。因此，得出的结论就是千万级的市场会很快到来。右边是当前市场对我们电驱动系统提出的四个核心诉求。在大规模交付的情况下，作为任何一家企业，相信都是要避免一个情况的，就是避免召回，因为召回是关乎企业生命的，有可能一个召回一个企业就不复存在了。因此，在四个关注点中，我们认为，可靠性是需要关注的重中之重。

我们电驱动系统关键部件为了适应市场需求，我们经过了两代的更迭，核心特点，第一代是双板的逆变器，到了最新一代是单板逆变器，带来的好处就是小型化、低成本。但这样的变更也带来了产品可靠性的挑战。今天我以PCBA这个关键部件为例，从设计-仿真-测试-最终量产，怎样保证全流程的可靠性。

首先，PCBA设计，要满足21个功能器组件的需求，大概1500个零件。它还需要满足空间机械结构的要求：一是单板设计，我们取消了板间的接插件。对比双板，面积是增大的，这样的情况下需要避免振动失效，因此需要增加固定的螺拴孔位。另外还有接插件快速压接技术，功率模块快速压接。

这里展示的是我们PCBA全流程的结果。从左边的初始设计的边界要求和功率器件的搭建，到仿真，最终到设计迭代，把关键器件重新进行调整和增加应力槽。振动应变和装配应变是我们仿真过程中两个比较核心的。下面分别介绍这两个仿真过程我们公司的控制和不一样的地方。

这里展示了振动应变的仿真大致流程。电驱上的逆变器包括PCBA一方面受到来自车辆行驶过程中来自路面的随机振动，还受到电机和组件旋转产生的振动，对这些振动路谱的处理我们花了很多心思进行研究。首先我们采取的模式是在样件出来以后，放上台架，在逆变器固定位置，增加了6个传感器，我们采用的是实际测试产品提取载荷谱，增加仿真输入的可靠性和准确性。这是装配仿真，这里展示的是方法论，其背景就是我们PCBA上有30个螺栓孔，有将近68个press fit针脚，压接过程中必然存在机械公差，那怎样通过仿真的手段模拟实际过程中的最大应力，找到这个最大应力，避免这个最大应力，我们通过统计手段，通过四步将实际的工程问题抽象在仿真模型中。

刚才讲的两个仿真是我们对PCBA过程中的考虑，光有仿真不行，我们还要进行测试，从而校正设计和仿真模型。

这里展示的是振动应变测试搭建，中间逆变器上加了很多传感器，可以得到一个测试结果。对应变测试超标部分采取重新布局芯片，增加螺栓固定电位的方式来解决问题。装配应变也很接近，提取装配过程中的应力的分析，右边的图是之前我们项目上实际发生的情况，有些孔位装配应力超标了，所以我们进行了应力槽的调整。

从设计到仿真到仿真迭代、模型校准，这里是我们根据公司内部的经验和各个行业的客户从系统到零部件的提取，我们提取了38项DPV实验，里面我们为了保证产品可靠性，还分别对试验项进行了年度强检和每批强检，从而确保产品可靠性。其中38项DPV实验里，有5项长周期的验证，这也是比较特别的。这是长周期验证，总共五个步骤：1.来料检验。2.样件生产。3.样件生产以后，进入实验前进行中间检查。4.进入长周期的验证。5.拆解，然后总结看到底有没有问题，确保产品可靠性。

经过DPV验证以后，PCBA就可以进入量产程序了，主要分五大模块，贴片，测试，涂层，下线检测、RUN IN，45个关键的工艺步骤。核心还是通过严格的量产工艺流程保证产品质量。

我简单介绍一下我们华域麦格纳公司。

我们公司2017年成立，位于上海宝山。股东方是华域集团、麦格纳集团，麦格纳在全球是排名前三的，华域是国内排行第一。我们专注于电驱动系统的研发和制造，合资公司成立至今，获得了多个重要的国内外项目客户。我们规划的产品型谱，全功率的覆盖，同时我们给客户带来可选装的项目，像解耦、扭矩矢量、双电机等供OEM进行选择。

总结来说，我们是功率全覆盖。零部件我们是一体式壳体，从产品一投放市场我们就是采用这样的技术，一体式轴，还有焊接式差速器，最后是新一代单板逆变器。最终形成了我们四个产品特点：第一，系统高度集成，减少零件数量、降低成本。第二，我们作为合资公司，现在有两个global项目的量产开发经验，所以我们会为OEM走出国门赋能。第三，高性价比产品。我们是采用关键电子零部件全球平台整合，依托股东方的资源进行全球采购，拿到比较高性价比的产品价格。最后是完善的开发和质量体系，为OEM高质量交付提供保障。