当前位置: 能电机 >> 能电机发展 >> 很小,但很强,埃安发布的夸克电驱把电机功
中国是电动车发展的最前沿,不仅仅市场规模第一,技术也能够做到第一。埃安新发布的夸克电驱,电机功率密度达到了12kW/kg,质量功率密度世界第一,比起行业主流的6kW/kg直接翻倍。
之前听得都是电池提起能量密度的概念,电机的功率密度又是指什么?电机的最大功率与电机质量或者体积之比。在相同功率条件下,质量功率密度高了,电机就会更轻,有利于车辆的减重。而体积功率密度提高,则有利于车辆的空间布局,可以给车内提供更大的乘坐空间,或者可以布置更多的电机来实现极致的性能。当然,更小更强的电机还有更多的想象空间,比如机器人的驱动、飞行汽车、轮毂电机等等。
目前行业主流的电机质量功率密度在6kW/kg左右,在夸克电驱之前,电机功率密度这一座山峰上的皇冠属于大洋彼岸的Lucid,kW的电机仅重74kg,功率密度达到了7kW/kg。当年见到Lucid的小巧电机时也是惊为天人。
但比起此次发布的夸克电驱,技术又上升到了另一个层面。在峰值功率达到kW的情况下,此次发布的夸克电驱产品单电机重量仅为21.5kg,质量比能量密度达到了惊人12kW/kg。也难怪官方用芯片28nm制程一下子飞跃到了3nm时代,来做类比。
虽然没有着墨宣传,夸克电机的体积功率密度也非常出色。得益于其专利的X-PIN扁线定子技术和碳纤维高速转子技术,缩小25%体积的情况下,电驱功率提升30%以上。发布会上提到的这款产品,定子绕组直径mm,长度mm,体积仅有2.55L,如果按照这一体积算,其体积功率密度超过了kW/L,比起美国能源局DOE在新能源汽车电机电控技术指标规划中提到的50kW/L目标值还翻了一倍。
当然,电机的定子绕组外边还有壳体,水道,轴承等组成,会更大一圈,实际体积功率密度肯定会小一些,但也足以令人惊讶。
夸克电机并不仅仅把电机做小做轻了,它还大幅提高了电机的效率。峰值效率98.5%,工况效率(大概率是CLTC工况)97.5%。实现高能效得益于其开发了一种新型的定子铁芯材料极其批量制备技术——“纳米晶-非晶”合金。
将熔融状态的金属以万℃/s极速进行冷却,从而破坏了金属内部的晶体结构,再经过热处理,形成了“纳米晶-非晶”,具有原子无序排列、无晶粒、无晶界的微观特性。这种材料比起普通铁芯使用的硅钢片具有更低的铁损,因为磁场交变产生的铁损,也即因为磁场交变而产生的损耗,降低了50%。
需要注意的是,夸克电驱并不是某一款电动机的名称,而是埃安全新一代高性能集成电驱技术群,可以理解为是一个平台。这一个平台电机功率覆盖70-kW,除了上文提到的“纳米晶-非晶”铁芯降低了铁损之外,X-PIN扁线绕组以及碳纤维高速转子技术分别带来了更高的槽满率,和更高的转速(小道消息显示为20rpm)。
电机效率的另一个杀手铜损,电流在导线中发热引起的能量损失,埃安也带来了解决方案:高效碳化硅控制器。其满功率工作电压达到了V,只算控制器的话其效率高达99.8%。埃安还深度介入SiC产业链建设,自研封装设计。从芯片布局、均流一致性、缩小芯片开关延时、叠层功率回路设计四个方向进行突破,同时结合全银精准低温烧结工艺的革新,使得SiC模块回路杂感降低50%以上、热阻降低约25%、芯片通流能力提升10%以上、功率循环寿命提升约%。
埃安的HyperGT将会是夸克电驱的首发产品,而HyperSSR则将搭载三颗夸克电驱,从而进入1秒俱乐部,1.9秒的百公里加速。
本文作者为踢车帮Route64