全球首個超效率電機問世!巴掌大的電機超越V8發(fā)動機,埃安夸克電驅邁入納米時代
2023年03月03日
3月3日,埃安發(fā)布全新一代高性能集成電驅技術群——夸克電驅,能以極小的體積迸發(fā)出強勁的功率,電機功率密度高達12kw/kg,相比行業(yè)6kw/kg提升100%。巴掌大的電機,就能帶來超越V8發(fā)動機的超大馬力!實現(xiàn)此項突破,不亞于芯片行業(yè)一下子從“28納米”時代快進到“3納米”時代。
無獨有偶,特斯拉投資者日上官宣了其新一代自研電驅系統(tǒng),將通過減少碳化硅等材料使用實現(xiàn)成本的進一步降低。一邊是追求極致的成本控制,一邊是追求極致的性能超越,雙方似乎已形成兩套邏輯和技術發(fā)展路線。
摘下特斯拉未竟的果實,埃安突破電驅世界級難題
小到生活中常見的平衡車、無人機等普民應用,到“國之重器”航空母艦、太空探索等高精尖領域,電機都在其中扮演不可或缺的角色,但無論那個行業(yè),都在追求“體積小型化,動力巨量化”的電機。可以說,電機技術的發(fā)展史,就是一段不斷追求極致功率密度的歷史。
1900年,保時捷曾推出過一款使用小體積輪轂電機的概念車。但因為小體積電機功率密度不足,車輛極速只有35km/h,最終只能流產(chǎn)。無獨有偶,特斯拉旗下首款車型Roadster為實現(xiàn)更高的功率密度,最初設計采用兩擋變速箱,但因種種技術問題,最終導致無法量產(chǎn),功率密度也無法提升。
事實上,電機功率密度的突破一直以來都是世界級難題。無數(shù)工程師、科研機構,致力于提升其功率密度。有成功,亦有失敗。功率密度的突破,面臨著兩大世界難題。
一方面是要考慮在體積不變的情況下,如何實現(xiàn)更大的功率輸出。這就要求必須去探索電機的空間極限,讓電機的每一個點都能釋放出最大潛能。同時還可以通過提升電壓的方式,提升功率。但電壓每提升1V,都是一個涉及材料、工藝、軟件、封裝、安全的系統(tǒng)級龐大工程;
另一方面還要避免高功率輸出損耗,好不容易提升的功率,盡可能避免浪費在產(chǎn)熱這種無用功上。
在新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展的這10年里,行業(yè)的電機功率密度從2kw/kg提升到6kw/kg了。埃安夸克電驅技術的橫空出世,讓電機功率密度跨越式提升到12kw/kg,摘下了特斯拉未竟的果實。
三大首創(chuàng)技術,引領驅動方式變革
埃安電驅研發(fā)團隊深耕動力科技領域十余年,擁有雄厚的研發(fā)實力。圍繞“高功率密度,低發(fā)熱損耗”兩個核心點,持續(xù)進行技術迭代開發(fā),從而積累納米晶-非晶超效率電機、X-PIN扁線繞組、900V高效碳化硅、E-drive軟件、無動力中斷電子換擋等一系列創(chuàng)新技術。其中最核心的是三大前瞻技術:
全球首個“納米晶-非晶”超效率電機
永磁同步電機技術發(fā)展至今,電機鐵芯損耗是影響電機工況效率的主要因素。埃安電機團隊從基礎原材料和電磁原理創(chuàng)新開發(fā),設計了一種“納米晶-非晶” 合金材料及批量制備工藝;相較于傳統(tǒng)的鐵基硅鋼材料冶煉工藝,納米晶-非晶材料冷卻速度高達100萬℃/s,較鐵基硅鋼材料快1000倍;具有原子無序排列、無晶粒、無晶界的微觀特性。其鐵損系數(shù)遠低于鐵基硅鋼等電工鋼,埃安創(chuàng)新應用該材料制作電機鐵芯,降低電機50%鐵芯損耗,從而有效降低電機能量損耗,電機工況效率提升至97.5%,電機最高效率達到98.5%。
行業(yè)首創(chuàng)X-PIN扁線繞組
埃安融合自主專利的X-PIN扁線定子技術和碳纖維高速轉子技術,在縮小25%體積的情況下,電驅功率提升30%以上。基于電機技術的進步,未來產(chǎn)品將呈現(xiàn)小型化、輕量化、出行形態(tài)多樣化。X-PIN碳纖維高速電機技術具有3項獨有平臺繞線方案的國家專利,可實現(xiàn)70kW~320kW功率范圍、220~450Nm扭矩范圍多平臺兼容。
全球最高900V碳化硅功率模塊
埃安深度介入SiC產(chǎn)業(yè)鏈建設,自研封裝設計。從芯片布局、均流一致性、縮小芯片開關延時、疊層功率回路設計四個方向進行突破,同時結合全銀精準低溫燒結工藝的革新,使得SiC模塊回路雜感降低50%以上、熱阻降低約25%、芯片通流能力提升10%以上、功率循環(huán)壽命提升約100%。
結合安全可靠的SiC芯片驅動與保護設計,充分發(fā)揮碳化硅的高耐壓、高功率密度、高效率特性,助力夸克電驅實現(xiàn)最高滿功率工作電壓900V,峰值功率高達320kw以上,最高效率超99.8%,位居行業(yè)頂尖水平。
夸克電驅的一系列技術革新,都是從細節(jié)入手,不斷做到極致,從而突破了“大動力與小體積”不可兼得的矛盾,也賦予埃安的Hyper SSR和Hyper GT與生俱來的極致性能及極致空間體驗!讓埃安Hyper SSR實現(xiàn)全球最快多電機1.9秒百公里加速,Hyper GT實現(xiàn)全球最快單電機4.9秒百公里加速能力。
打開未來暢想,夸克電驅讓人人都是鋼鐵俠
此次夸克電驅首次突破“大動力與小體積”不可兼得的矛盾,讓埃安的電驅研發(fā)進入“納米時代”,為埃安電驅技術研發(fā)史樹立了全新里程碑,這也是中國新能源汽車行業(yè)騰飛的縮影。
作為中國第一家EV ICV全棧自研的車企,埃安已實現(xiàn)多項技術的超越。不僅自主研發(fā)了彈匣電池、超倍速電池、海綿硅電池三大原創(chuàng)電池技術,一舉解決安全、補能、續(xù)航三大行業(yè)痛點難題,還推出了“AEP3.0平臺”以及“星靈架構”等Hyper Tec全新一代高端技術。
四年前埃安和特斯拉是唯二擁有純電平臺的車企,埃安去年發(fā)布了全新一代平臺AEP 3.0,而本次投資者日上,特斯拉承諾的新一代平臺又一次跳了票。雖然馬斯克發(fā)布了秘密宏圖的第三篇章,活動過程中股價卻一路下跌。究其原因,正是特斯拉理想宏大卻細節(jié)不足,光畫餅,卻沒有用足夠的新技術來支撐。
在全棧自研的基礎上,埃安還加碼成立銳湃動力科技有限公司,重點圍繞前瞻動力科技研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,全面打通研發(fā)、智造、銷售、服務一體化,打造更多、更極致的動力科技產(chǎn)品,引領行業(yè)變革。
夸克電驅的問世,讓人們對未來汽車形態(tài)有了更豐富的想象空間?;蛟S在不久的將來,輕盈又強勁的輪轂電機可以實現(xiàn)量產(chǎn),到那時,側方停車能如同螃蟹一樣“霸道橫行”,再狹窄的路段也能輕松實現(xiàn)原地轉向,甚至還能加速潛艇汽車、飛行汽車等更多汽車形態(tài)的量產(chǎn)落地,為用戶帶來“上九天攬月,下五洋捉鱉”奇幻出行體驗。
當然,夸克電驅不僅僅局限于汽車,還能應用在很多前瞻領域,解鎖更多未來智能生活場景。比如在醫(yī)療科技領域,可以運用夸克電驅制作動力義肢,讓殘疾人也能擁有正常人的活動能力;讓可穿搭機器成為人體一部分,人人都是鋼鐵俠;再比如無人機領域,通過使用夸克電驅技術,運載量和續(xù)航均可以大幅提升,結合AI技術,無人快遞業(yè)務也不再是遙不可及的幻想……
與特斯拉的宏大敘事卻缺乏細節(jié),夸克電驅技術本次實打實的突破,也正是埃安對技術腳踏實地投入的體現(xiàn)。隨著夸克電驅技術不斷進化,未來它可能會被應用在智能機器人、機械外骨骼、醫(yī)療、航空航天等多個高精領域,讓高性能機械便攜化。由此產(chǎn)生的連鎖反應,甚至有可能改寫整個社會的運行方式,讓科幻世界照進現(xiàn)實。
今年1月30日,福布斯中國發(fā)布2022年新晉獨角獸榜單,埃安在全球新晉獨角獸中位列第一。這是繼2022年埃安被評為創(chuàng)新企業(yè)超級獨角獸和2022年中國最具增長潛力新銳TOP品牌之后,再次獲得國際權威機構認可。以科研成果和技術創(chuàng)新為內在驅動力的埃安,也已經(jīng)吹響了沖擊科創(chuàng)板IPO的號角,未來可期。
0