#效率天花板电驱量产# 广汽埃安夸克电驱20量产下线,量产那可就不
2024-10-08 【 字体:大 中 小 】
#效率天花板电驱量产# 广汽埃安夸克电驱2.0量产下线,量产那可就不是“纸上谈兵”,需要技术落地了!
根据数据,电机的三项关键指标都达到了世界第一【图1、图2、图3】,这个数据超越了特斯拉、华为、比亚迪、小米。电机转速30000rpm、电机效率98.5%、电机功率密度13Wh/kg。特别是功率密度方面的数据,简直是断崖式领先。怎么做到的?咱们来分析分析。
先说效率98.5%,虽然大家知道电驱效率在85%以上,远高于发动机效率,但达到98.5%还是非常惊人的!号称不加电池也能让续航增加50公里,这不仅对消费者非常有吸引力,从整个行业来说也是节能减排的巨大增益。
因为越到最后的那几个百分点,每前进一步都异常艰难。毕竟行业里信息流量也挺快的,电机设计方面大家都没有大杀器一般的技术秘密,好优化的都做了,剩下的都是硬骨头。
除电机效率这一点之外,夸克电驱2.0其它关键参数也非常亮点。例如最高转速30000rpm,远高于行业量产的较高水平21000rpm,也高于小米尚未量产的V8S电机的27200rpm。功率密度达到了13kW/kg,远高于行业平均的6kW/kg的水平,比小米尚未量产的V8S电机功率密度高了30%以上。
看到这种断崖式的领先,大家也不免怀疑:每家车企都不差,凭什么你能领先这么多呢?特别是量产电机最高效率到达98%后,这已经接近物理极限,夸克电驱2.0怎么达到98.5%的呢?
提升效率就是降低损耗,电机损耗主要由铜耗、铁耗、摩擦组成:
- 铜耗:电流经过导体,由于电阻带来的损耗,遵循焦耳定律。咱们现在只能找到良导体,还没有量产的超导体,这部分损耗肯定是有的。
- 铁耗:即铁芯损耗或磁芯损耗,交变磁场中由于磁滞和涡流效应而产生的能量损耗。
- 摩擦:机械损失,可优化到行业极限。
研究了一下,夸克电驱2.0把效率做到98.5%肯定是各方面都做了系统优化工作,其中最有特点的就是对铁耗的优化。
铁耗是在铁芯中产生的,那我们就去优化磁钢片。在以往先进电机宣传中,大家也可以看到磁钢片会重点宣传“超薄”,一般是在0.3mm这个数量级。
夸克电驱2.0则一下子把单层钢板厚度做到了0.025mm,刚看到的时候我还校核了一下,以免看错数量级。
夸克电驱2.0把厚度降低90%,铁损下降50%,实现了最低的电机铁损系数5.7W/kg。破案了,突破极限的零点几个百分点,应该就是从这里优化出来的。
0.025mm仅为普通A4纸厚度的1/4,怎么把钢做到这么薄的呢? 毕竟这又不是黄金啊,钢也能做这么薄吗,会影响磁导率吗?
重点来了,这是因为它采用了“非晶合金”,又被称为“金属玻璃”或“液态金属”。作为软磁材料非常易于磁化,而且磁导率非常高,磁导率是普通硅钢片的20-100倍。
与常规的晶体结构金属相比,非晶合金没有长程有序的原子排列,它们的原子结构是无序的,
类似于液体。这种独特的结构赋予了非晶合金一些特殊的物理和化学性质,例如高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性和磁性等。通俗地理解,也正因为没有严格的晶体结构,所以磁化起来比较容易,磁导率非常高。可以说是一场由“非晶材料革命” 掀起的电驱“能源效率革命”!
看来,电机技术要突破上限,最终比拼的还是材料了。有人说21世纪是材料的世纪,倒也没错,只是材料的研发确实很难。不仅研发出材料难,这种新材料的加工工艺也难。非晶片硬度高、且在层叠对中度/精度/加工稳定性等方面要求高,量产难度极大。
广汽埃安最近科技成果确实令人瞩目,刚发布了智慧数字底盘,夸克电驱2.0就紧接着量产下线了,这不禁让人想起它的英文名HYPTEC,寓意着“超凡科技享受”。我个人非常期待这种非晶材料未来能在更多电动车型上得到应用,让更多消费者能够体验到新技术带来的福利。
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