埃安全新一代高性能集成電驅(qū)“夸克”解析
北京時間2023年3月3日,廣汽埃安發(fā)布了全新一代高性能集成電驅(qū):夸克電驅(qū)。突破了極限,正式跨入“3納米”時代。
其電機功率密度高達(dá)12kw/kg,相比行業(yè)6kw/kg提升100%?!鞍驼拼蟮碾姍C,就能帶來超越V8發(fā)動機的超大馬力。”
功率密度的突破
近幾年新能源行業(yè)飛速發(fā)展,各大企業(yè)都在致力于提高電機功率密度,花了幾年的時間從2kw/kg發(fā)展到6kw/kg,然而這次埃安的夸克電驅(qū),直接將6kw/kg的功率密度提升到12kw/kg,實現(xiàn)了技術(shù)上的突破。
其主要技術(shù)來源于納米晶-非晶材料、X-PIN扁線定子技術(shù)、900V高效碳化硅。
全新高科技材料納米晶-非晶材料
在絕大多的永磁電機中,定子的材料為鐵基、硅鋼材料制成,由于其散熱特點,在電機高功率運行時,發(fā)熱會超過散熱的速度,導(dǎo)致電機極易過溫,顧為了使電機有較好的性能輸出,電機體積于功率一直是難以平衡的問題。這次埃安的新技術(shù)納米晶-非晶材料,其散熱速度可以達(dá)到100萬℃/s,比鐵基硅鋼材料快出了1000倍,具有原子無序排列、無晶界、無晶粒的圍觀特性。使用此材料電機工況效率達(dá)到了97.2%,最高效率達(dá)到了98.5%。
應(yīng)用此材料,夸克電驅(qū)實現(xiàn)了較小體積,較大功率。主流電驅(qū)的體積為5.5L,而夸克電驅(qū)的體積達(dá)到了2.65L,僅為主流電驅(qū)的二分之一。
在中汽研的測試數(shù)據(jù)中我們可以看出,夸克電驅(qū)擁有者260kw的功率,21.5kg的輕重量,2.65L的小體積,與12kw/kg的高功率密度,于此同時,其電機的綜合效率竟然高達(dá)97.2%。
X-PIN扁線定子與碳纖維高速轉(zhuǎn)子
扁線定子技術(shù),行業(yè)內(nèi)大部分電機已經(jīng)應(yīng)用,比如精進(jìn)電機、蜂巢電機等廠家,都擁有扁線電機的技術(shù),其特點是具有較高的槽滿率、提升電機功率與扭矩、增加散熱性能。夸克電驅(qū)應(yīng)用了X-PIN扁線技術(shù),具有銅損降低、效率提升、功率密度高、電磁噪音低等多重優(yōu)勢。
在電機高速運轉(zhuǎn)中,定子承受者非常大的離心力,因此轉(zhuǎn)子的強度,大大的限制了電機的轉(zhuǎn)速??淇穗婒?qū)這次采用了高轉(zhuǎn)速的碳纖維轉(zhuǎn)子,在高轉(zhuǎn)速時,轉(zhuǎn)子外面包裹的碳纖維材料,可以大大增加定子的強度,提高電機的可運行轉(zhuǎn)速。
二者復(fù)合在一起,使電機的功率范圍達(dá)到70kw~320kw,扭矩范圍220N.M~450N.M,多平臺兼容。
900V高效碳化硅
埃安自研的900V高效碳化硅,使得夸克電驅(qū)可以實現(xiàn)滿功率運行900V,峰值功率達(dá)到320kw,最高效率超過99.8%,大部分國內(nèi)的控制器效率可以達(dá)到98.5%,然而埃安的這次提升,并非簡單之舉,做到了世界級的高端水平。
無動力間歇換擋的雙電機結(jié)構(gòu)
為了增加車輛單軸的輪邊扭矩與高速表現(xiàn),埃安研發(fā)的雙電機電驅(qū)系統(tǒng),解決車輛在加速性、與最高車速的矛盾。大部分車型中,大部分為單電機驅(qū)動前軸或后軸,帶來的弊端就是:
功率大的電機,轉(zhuǎn)子較大,不支持高速運轉(zhuǎn);
為了加速性能,就要增大減速比,這樣電機轉(zhuǎn)速與最高車速就會產(chǎn)生一定矛盾。如果采用單電機雙擋位機構(gòu),例如保時捷taycan,采用的前軸單電機后軸雙電機兩擋系統(tǒng),在車輛加速過程中達(dá)到80km/h時,會感受到換檔時的動力中斷。這次夸克設(shè)計雙電機集成一個電驅(qū)整體,可實現(xiàn)單電機驅(qū)動也可實現(xiàn)雙電機同時驅(qū)動,兼顧了續(xù)航、加速性、最高車速的平衡。
總結(jié)
夸克電驅(qū)系統(tǒng),采用了全新的非晶材料,擁有較高的功率密度,較小的體積,較高的效率與動力性能,打造了電驅(qū)發(fā)展以來的極限性能,必將引領(lǐng)新一代的電驅(qū)技術(shù)潮流。
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