小电机马力超越大V8永旺,夸克电驱动突破“3纳米”。
电机,我们经常接触到,无论是小时候玩过的四驱,还是今天的无人机,抑或是“国之重器”航母、太空探索等高科技领域,电机都发挥着不可或缺的作用,但无论是哪个行业,其实都在追求“体积小型化,功率巨大化”的电机。可以说电机技术就是一部不断追求极限功率密度的历史。
但从技术上来说,电机功率密度的突破一直是世界级难题。而要想突破功率密度,就要面临两个世界难题:
(1)如何在体积不变的情况下实现更大的动力输出是要考虑的。
简单来说,就是要压缩电机的空间极限,让电机的每一点都能释放出最大的潜能。同时,可以通过提高电压来增加功率。但1V的每一次电压提升,都是一系列系统级的工程,涉及材料、工艺、软件、封装、安全等等。
(2)避免高功率输出损耗,尽量避免浪费在产生热量的无用功上。
据了解,行业电机功率密度从2kw/kg提高到6kw/kg,在新能源汽车产业快速发展的今天,已经使用了10年。随着夸克电驱动技术的出现,电机的功率密度直接提高到12kw/kg。
之所以能在爱安采用夸克电传动技术将电机的功率密度从6kw/kg提升到12kw/kg,无疑是电传动研发团队在动力技术领域深耕十余年的技术成果,而如此跨越式的提升主要得益于纳米晶-非晶超高效电机、X针扁线绕组、900V高效碳化硅、E驱软件、无动力中断电子换挡等一系列创新技术
作为夸克电驱动三大核心技术之一的“纳米晶-非晶”超高效电机,爱安电气团队从基础原材料和电磁原理出发,创新性地开发了“纳米晶-非晶”合金材料及其批量制备工艺。与传统的铁基硅钢材料熔炼工艺相比,纳米晶-非晶材料的冷却速度高达1万℃/s,比铁基硅钢材料快1万倍。具有原子无序排列、无晶粒、无晶界的微观特征。其铁损系数远低于铁基硅钢和其他电工钢。永旺创新性地将该材料应用于制作电机铁芯,降低了50%的电机铁芯损耗,从而有效降低了电机能量损耗,将电机工况效率提升至97.5%,电机最大效率提升至98.5%。
此外,永旺结合了专利的X-PIN扁线定子技术和碳纤维高速转子技术,可减少25%的体积,增加30%以上的电驱动功率。基于电机技术的进步,未来的产品将小型化、轻量化、多样化。X-PIN碳纤维高速电机技术拥有三项国家专利,独特的平台绕线方案,可实现70kW~320kW功率范围和220~450Nm扭矩范围的多平台兼容。
最后一项“全球最高900V碳化硅功率模块”,是爱安深度参与SiC产业链建设的自主研发的封装设计。在芯片布局、均流一致性、降低芯片切换延迟、叠层电源电路设计四个方向取得突破。同时,结合全银精密低温烧结工艺创新,SiC模块电路电感降低50%以上,热阻降低25%左右,芯片电流容量提高10%以上,功率循环寿命提高100%左右。
结合SiC芯片安全可靠的驱动和保护设计,充分发挥了SiC高耐压、高功率密度、高效率的特性,帮助夸克电驱动实现了最高900V全功率工作电压,峰值功率超过320kw,最高效率超过99.8%,居行业顶尖水平。
这台夸克电传动首次突破了“功率大、体积小”的矛盾,使爱安电传动研发进入“纳米时代”,为爱安电传动技术研发历史树立了新的里程碑。作为国内首家EV+ICV自主研发车企,永旺实现了多项技术突破。不仅自主研发了弹匣电池、超倍速电池、海绵硅电池三大独创电池技术,一举解决了三大行业痛点,还引进了AEP3.0平台、Spirit架构等新一代高端技术。
回想四年前,爱安和特斯拉是为数不多的拥有纯电动平台的车企。去年,爱安发布了新一代平台AEP 3.0,而今年的投资者日,特斯拉承诺了新一代平台。票又跳票了。虽然马斯克发布了秘密大计划的第三章,但活动期间股价一路下跌。原因是特斯拉的理想宏大但细节不足,而且只是画饼,却没有用足够的新技术来支撑。
与特斯拉的宏大叙事缺少细节,夸克电驱动技术的真正突破也是爱安脚踏实地投入技术的体现。随着夸克电驱动技术的出现和不断演进,人们对未来的汽车形态有了更多的想象空间。当然不仅限于汽车。未来可能应用于智能机器人、机械外骨骼、医疗、航空航天等高精领域,使高性能机械便携化。
写到最后:
不得不说,夸克电驱从电驱系统的细节入手,一系列技术突破,如纳米晶-非晶超高效电机、X-PIN扁线缠绕、900V高效碳化硅、E驱软件、无动力电子换挡等。,使电驱突破“功率大体积小”的矛盾,从而使爱安Hyper SSR实现了1.9秒的世界最快多电机加速。整体来看,夸克电驱动的问世可以看作是中国新能源技术快速发展的一个缩影。相信未来会有更多自主新能源技术问世,未来的新能源汽车产业值得我们期待。
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