早在1900年,年僅21歲的費迪南德·保時捷已經(jīng)開啟了電動汽車的探索之路。當(dāng)時,羅納保時捷公司(Lohner-Porsche)推出了一款電動汽車,這款車搭載雙輪邊電機,系統(tǒng)最大功率僅為5.2kW,最高時速僅有14km/h左右,電池系統(tǒng)由74組80V鉛酸電池組成,整車質(zhì)量高達(dá)1.8噸。
以當(dāng)下的技術(shù)水平來看,100年前的電動汽車只是純純的玩具。不過Lohner-Porsche研發(fā)的電動汽車具有先驅(qū)意義,更是汽車歷史中濃墨重彩的一筆。
視角轉(zhuǎn)回今天,技術(shù)在電動汽車制造中究竟在扮演怎樣的角色?
去年年底,埃安推出了高端品牌——Hyper昊鉑,品牌旗下超級跑車Hyper SSR直接劍指百萬級別。Hyper SSR搭載了埃安自主研發(fā)的兩擋四合一高性能電機,綜合馬力可以達(dá)到1225Ps,0-10km/h加速時間僅需1.9s。
關(guān)于電動超跑的技術(shù),我們更容易想到空氣動力學(xué)、底盤及懸架、電池等領(lǐng)域,而通常我們認(rèn)為電機具備“天然快”的特點,從而容易忽略它的存在。事實上,電機從百年前個位數(shù)的功率演變到如今的成百上千,依然是深度依賴進(jìn)步與革新的。
借Lohner-Porsche的故事做了個引子,其實今天我們主要分享的,是埃安在電驅(qū)技術(shù)方面的新成果。
■ 「夸克電驅(qū)」如何超越V8?
3月3日,埃安發(fā)布了全新一代高性能集成電驅(qū)技術(shù)群——夸克電驅(qū)。這套技術(shù)能以極小的體積蘊藏強勁的功率,其中電機功率密度可達(dá)12kw/kg,相比行業(yè)平均水平6kw/kg提升了100%。
據(jù)此,埃安也在發(fā)布會中提出了這樣一條Slogan:巴掌大的電機,就能帶來超越V8發(fā)動機的超大功率。
作為對比,埃安將“主流電驅(qū)”與夸克電驅(qū)同時擺在桌面上,其中主流電機的尺寸與足球相仿,而一臺來自夸克電驅(qū)的電機僅需其一半的尺寸即可達(dá)成同樣、甚至更高的輸出功率。
夸克到底有多優(yōu)秀?我們可以參考官方給出的數(shù)據(jù)對比。
在與主流對手的對比中,夸克電驅(qū)在尺寸、功率密度、輸出損耗等方面的參數(shù)均有優(yōu)勢。
近日,特斯拉在投資者日上官宣了新一代電驅(qū)系統(tǒng),將通過減少碳化硅等材料的使用進(jìn)一步實現(xiàn)成本降低。不難看出,在極致的成本控制與極致性能兩套技術(shù)路線中,夸克電驅(qū)更加傾向于后者。
夸克電驅(qū)高于行業(yè)水平的數(shù)據(jù),源自于更極致的研發(fā)。
要進(jìn)行更極致的功率密度提升,就必須探索電機的空間極限,同時避免高功率輸出損耗。此外,輸出電壓每提升1V,都是涉及材料、工藝、軟件、封裝、安全的龐大系統(tǒng)工程。在新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展的10年中,行業(yè)的平均電機功率密度從2kw/kg逐步提升至6kw/kg。埃安夸克電驅(qū)技術(shù)可謂橫空出世,讓這一數(shù)字跨越式的提升到了12kw/kg。
■ 技術(shù)+格局升級
埃安電驅(qū)研發(fā)團(tuán)隊圍繞“高功率密度,低發(fā)熱損耗”兩個核心點,持續(xù)進(jìn)行技術(shù)迭代開發(fā),從而積累出納米晶-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(shù)。
“納米晶-非晶”超效率電機
永磁同步電機技術(shù)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(tuán)隊從基礎(chǔ)原材料和電磁原理創(chuàng)新開發(fā),設(shè)計了“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(dá)100萬℃/s,較鐵基硅鋼材料快1000倍;該材料具有原子無序排列、無晶粒、無晶界的微觀特性,其鐵損系數(shù)遠(yuǎn)低于鐵基硅鋼等電工鋼。
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(shù)」和「碳纖維高速轉(zhuǎn)子技術(shù)」,在縮小25%體積的情況下,電驅(qū)功率提升30%以上。X-PIN碳纖維高速電機可實現(xiàn)70-320kW功率范圍,以及220-450N·m扭矩范圍多平臺兼容。
全球最高900V碳化硅功率模塊
結(jié)合安全可靠的SiC芯片驅(qū)動與保護(hù)設(shè)計,電驅(qū)系統(tǒng)得以充分發(fā)揮碳化硅的高耐壓、高功率密度、高效率特性??淇穗婒?qū)可實現(xiàn)最高滿功率工作電壓900V,峰值功率高達(dá)320kw以上,最高效率超99.8%。
夸克電驅(qū)的一系列技術(shù)革新,都是從細(xì)節(jié)入手不斷做到極致,正是這些技術(shù)賦予了Hyper SSR和Hyper GT極致的性能體驗:0-100km/h加速時間僅需1.9/4.9秒。
亮眼數(shù)據(jù)的背后,永遠(yuǎn)離不開創(chuàng)造性技術(shù)的支撐。
夸克電驅(qū)不僅僅局限于汽車,還能應(yīng)用在很多前瞻領(lǐng)域,解鎖更多未來智能生活場景。比如在醫(yī)療科技領(lǐng)域,可以運用夸克電驅(qū)制作動力義肢,讓殘疾人也能擁有正常人的活動能力;再比如無人機領(lǐng)域,通過使用夸克電驅(qū)技術(shù),運載量和續(xù)航均可以大幅提升。
隨著夸克電驅(qū)技術(shù)不斷進(jìn)化,未來它還可能會被應(yīng)用在智能機器人、機械外骨骼、航空航天等等高精領(lǐng)域。
■ 邦點評
“抓成本”和“搞技術(shù)”哪個才是王道?應(yīng)該這樣說,小到我們生活中常見的平衡車,大到航空母艦、太空探索等高精尖領(lǐng)域,電機都在其中扮演不可或缺的角色。無論在哪一個行業(yè),電機始終都在追求“體積小型化,動力巨量化”。可以說,埃安對電機技術(shù)的不懈探索,是正向推動技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品升級的有效手段。