电驱系统作为新能源汽车的核心部件,正成为车企竞争的新焦点。3月3日,埃安发布全新一代高性能集成电驱技术群——夸克电驱。据介绍,该电驱能以较小的体积迸发强劲功率,电机功率密度高达12kw/kg,相比行业6kw/kg提升100%。
就在一天前的3月2日,特斯拉在投资者日活动中也透露了下一代自研电驱的信息,即实现减重20%,减少25%稀有金属的使用,体积缩小75%,不再使用稀土材料,减少75%碳化硅使用,成本节省1000美元。特斯拉这一计划引发行业对于未来电驱市场的关注。
事实上,“体积小型化,动力巨量化”的电机是所有车企的追求,但电机功率密度的突破,始终面临着两大难题。
一方面,要考虑在体积不变的情况下,如何实现更大的功率输出,让电机的每一个点都能释放出最大潜能。虽然可以通过提升电压的方式,提升功率,但电压每提升1V,都是一个涉及材料、工艺、软件、封装、安全的系统级庞大工程;另一方面,还要避免高功率输出损耗,尽可能避免功率浪费在产热这种无用功上。
广汽埃安表示,夸克电驱实现了更小体积和更大功率的兼得。
广汽埃安提供的消息显示,目前主流电驱的最大功率为200kW,而夸克电驱的最大功率260kW;电机重量方面,主流电驱为33.9kg,夸克电驱21.6kg;电机体积方面,主流电驱5.5L,夸克电驱2.65L;电机功率密度方面,主流电驱5.9kW/kg,夸克电驱12kW/kg;电机综合效率方面,主流电驱95.5%,夸克电驱为97.2%。
广汽埃安表示,在新能源汽车行业快速发展的这10年里,行业的电机功率密度从2kw/kg提升到6kw/kg,而埃安夸克电驱则让电机功率密度跨越式提升到12kw/kg,该突破不亚于芯片行业一下子从“28纳米”时代快进到“3纳米”时代。
而夸克电驱之所以能够实现性能的超越,主要得益于三大前瞻技术。
首先是“纳米晶-非晶”合金材料的应用。据悉,电机铁芯损耗是影响电机工况效率的主要因素。而埃安电机团队从基础原材料和电磁原理创新开发,设计了一种“纳米晶-非晶”合金材料及批量制备工艺;相较于传统的铁基硅钢材料冶炼工艺,纳米晶-非晶材料冷却速度高达100万℃/s,较铁基硅钢材料快1000倍。埃安创新应用该材料制作电机铁芯,降低电机50%铁芯损耗,有效降低电机能量损耗,电机工况效率提升至97.5%,电机最高效率达到98.5%。
第二,是X-PIN扁线绕组的应用。埃安融合自主专利的X-PIN扁线定子技术和碳纤维高速转子技术,在缩小25%体积的情况下,电驱功率提升30%以上。X-PIN碳纤维高速电机技术具有3项独有平台绕线方案的国家专利,可实现70kW~320kW功率范围、220~450Nm扭矩范围多平台兼容。据悉,特斯拉Model S Plaid上也用了类似的碳纤维转子技术。
第三,是900V碳化硅功率模块。据介绍,埃安深度介入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100%。助力夸克电驱实现最高满功率工作电压900V,峰值功率高达320kw以上,最高效率超99.8%。
在产品方面,夸克电驱的应用可以使埃安Hyper SSR实现全球最快多电机1.9秒百公里加速,Hyper GT实现全球最快单电机4.9秒百公里加速能力。广汽埃安表示,此次推出的夸克电驱不仅仅局限于汽车,还能应用在很多前瞻领域,如医疗科技领域和无人机领域。
广汽埃安作为广汽集团旗下的新能源汽车板块,在新能源汽车核心技术上一直在持续发力。此前,其自主研发了弹匣电池、超倍速电池、海绵硅电池三大电池技术,并推出了“AEP3.0平台”以及“星灵架构”等Hyper Tec全新一代高端技术。
电池和电驱作为新能源车的核心部件,是新能源车产品竞争力的重要组成部分。在越来越多的车企自研自产高性能电池的同时,电驱市场的竞争也在强化,多家车企陆续推出高性能的电驱系统。
如广汽埃安参与成立的锐湃动力科技有限公司,重点围绕IDU电驱系统进行自主研发及产业化,实现自主电驱研发、试制、试验和量产一体化。哪吒汽车也在去年发布“浩智电驱”,该800V SiC高性能电驱系统,采用三合一高集成设计,电机峰值功率达250Kw。去年12月,总投资100亿元的吉利高性能电驱项目在惠山经济技术开发区顺利投产。可以预见,未来在电驱系统上的竞争也将日渐白热化。