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慕容复赞许的看了她一眼微微点头新能源电机的演变才刚刚开始2022-12-06 14:36·ABRMOOK撰文 / 马晓蕾编辑 / 吴 静设计 / 师玉超来源 / Autonews作者：RICHARD TRUETT电机开始取代内燃机汽车制造商和供应商们都开始各显神通力求为电机降低成本、减轻重量减少电机和驱动装置的摩擦同时改进车辆的电力电子设备毕竟电动汽车动力系统的效率是盈利的关键效率就是金钱电机效率提高2%或3%每辆电动汽车的成本就可以节省数百美元不仅更接近同类燃油车的成本还能提高盈利能力汽车单个部件的演变一般都遵循更小、更轻、更简单、更强大和更高效的规律工程师想尽办法减少贵金属含量并提高制造效率降低成本放在电机身上也是如此一项晚熟的技术10月博世在南卡罗来纳州查尔斯顿（Charleston）开设了一家新的电机工厂▼通用汽车正在为电机的发展投入资金目标是不仅要让它们在更低的功率下运行得更高效还要降低稀土磁铁和铜的使用量降低制造成本同处这个行业我们可以互相学习这一点通用一直做得很好通用汽车公司总裁马克·罗伊斯（Mark Reuss）说在10月份介绍纯电动超豪华凯迪拉克Celestiq的活动中说图拉科技（Tula Technologies）是一家硅谷创业公司创造了通用汽车大型皮卡和SUV中使用的现代汽缸停用系统该公司将完善一种名为电动汽车动态马达驱动的节能策略它对电机进行脉冲式供电每秒有效地将其关闭和开启数千次图拉公司正在测试一支采用动态电机驱动的Bolt车队该公司负责动态电机驱动和工程的高级副总裁约翰·福斯特（John Fuerst）说：行业主要看重每千瓦时的电池成本Bolt电池成本7200美元如果效率提升3%成本就会减少216美元为了省钱就要改进电机和控制它们的电力电子装置通过将差速器安装在转子内Lucid公司的工程师设法减少了Air豪华轿车的电驱动装置的尺寸和重量▼电机已有近200年的历史在燃油车时代电机无法针对乘用车的独特要求进行优化随着电动车的到来情况正在发生变化以汽车轮轴和传动轴闻名的英国供应商吉凯恩（GKN）公司电力动力系统的总裁德克·凯瑟尔格鲁伯（Dirk Kesselgruber）认为电机的发展将远远快于内燃机内燃机已经持续发展了一个多世纪电机不需要这么长的时间凯瑟尔格鲁伯说与博世、美国车桥（American Axle）、德纳（Dana）和其他传动系统供应商一样吉凯恩也有一套电动驱动装置的产物组合其中许多已经在大批量生产电机是超级古老的有很多相关知识凯瑟尔格鲁伯说所以在汽车行业我们正在关注两个方面电机的效率需要多少能量才能转化为扭矩其次是成本因素这包括电机的尺寸、接触关键材料、冷却和热管理等美国能源部表示电动汽车驱动系统平均的能量损失是15%至20%而汽油发动机的能量损失为64%至75%其中一些损失是由摩擦引起的而另一些是热损失提高效率不仅仅是减少电机和它所连接的变速箱内部的摩擦它涉及到减少电机的重量和尺寸、管理热量和优化电机速度以适应车辆的需要等问题每磅10马力Lucid Air中的紧凑型电机是目前最轻、最强大的电机之一在相关的演示视频中Lucid与两个竞争对手进行对比介绍如何减轻重量和提高功率密度该公司并未透露竞争对手的名字只称它们德国跑车制造商和一家高科技美国公司电机定子的槽位用一根铜线填充形成一个连续的波形大多数其他电机使用的是多股绝缘铜线每股铜线之间有空气进入导致效率低下Lucid公司首席执行官彼得·罗林森（Peter Rawlinson）在演讲中说：我非常重视效率在定子层中加入微小的冷却槽和高压传动液从源头上消除热量这是Lucid的一项突破它大大提高了电机的功率和效率该电机的额定功率为670马力但重量只有67磅另一项创新是将驱动两个行星齿轮组（planetary gearsets）的差速器放在转子内使整个驱动装置非常紧凑和轻便博泽公司（Brose）的散热器风扇电机全车使用的小型电机的供应商也在努力提高效率▼我们从整体上进行突破Lucid公司动力系统副总裁艾玛德·德拉拉（Emad Dlala）说你不能只关注一个领域必须处处进行改进我看到了在逆变器、电机和变速器方面的改进潜力他说：我们在电机冷却方面取得了新的突破但我们认为进一步改进是可能的铜绕组技术将继续发展和改进机电结构也是如此在电力电子技术方面也还有更多可以做的事情芯片、电容器等速度、磁铁、温度电机的旋转速度远比内燃机快而且随着技术的改进每分钟的转数可能会增加一些汽车电机的速度达到了每分钟2万转甚至更高这意味着转子、定子和磁铁必须非常坚固通用汽车电气化战略和电池工程总经理蒂姆·格瑞（Tim Grewe）说：固定这些磁铁使其能够承受如此高的转速需要的工程量很大格瑞参与制造了通用汽车的所有电动车和混合动力车从90年代末的EV1到凯迪拉克Celestiq该公司最新的电动车将于明年第四季度上市通用汽车将大部分电动车研发资源用于优化电机中的磁铁自2011年雪佛兰Volt混合动力车以来该公司在这一领域所做的改进表明这只是通用汽车工程师为提高效率和降低成本所采取的众多途径之一从设计层面来看我们降低了稀土的使用量 格瑞说在第二代Volt中我们基本上把铽和镝削减了一半只是把它放在需要的地方他说：而现在在Ultium电机中我们已经进一步完善了磁力模型和三维磁力计算能力只在需要的地方将关键稀土直接涂在磁体上磁铁强度就是扭矩在短短三年内德国供应商博世的工程师们将其一个电驱动单元的尺寸减少了近50%他们将电机、变频器和变速器整合到一个由单一冲压外壳组成的单元中这一策略降低了制造和材料成本以及重量稀土磁铁是电机中最昂贵的部分博世也在努力降低这部分的使用量博世eMotor/eAxle产物经理阿图罗·玛雅（Arturo Maya）说：电机有很大的改进潜力稀土材料非常重要我们希望能够以更实惠的方式获得磁铁玛雅说磁铁占到了电机成本的一半之多博世的工程师们还在研究电机中的铜质绕组和构件中使用的金属英国供应商GKN公司的工程师通过减少电力驱动装置的齿轮和轴承的摩擦来提高效率▼日本的变速箱和传动系统部件供应商爱信公司不生产电机但它正在以热管理的形式研究电动汽车动力系统的效率将电池和电机保持在最佳温度可以提高驾驶里程延长电池寿命在9月的底特律车展上爱信公司展示了一个完整的电动车动力系统该系统的热管理系统整合了车辆的HVAC系统汽车的空调压缩机负责冷却电机暖通空调系统也使电池保持在最佳温度爱信的动力总成工程副总裁爱德华·佩罗斯基（Edward Perosky）说：对电机本身进行直接冷却使其保持正确的热管理水平以利于驾驶电池是电动车最昂贵的部分电机效率提升汽车制造商便可以在不影响行驶里程或性能的前提下减小电池的尺寸电动动力系统可以在短时间内得到改善部分原因是电机和它所连接的驱动装置比传统的汽油发动机和变速器简单得多一辆前轮驱动四缸汽车的动力系统有大约200个活动部件雪佛兰Bolt只有13个活动部件小型电机的供应商德国博泽公司也在努力改进电机该公司为电动滑门、车窗、尾门、风扇和天窗等设备制造电机电机消耗的电力越少重量越轻直接影响到电动车的续航里程博泽公司最近首次推出了一种轻型冷却模块该模块集成了散热器的冷却风扇、护罩和电机车内物体的电机所消耗的电力越少就越有助于提高驾驶里程正如Lucid公司的罗林森所说提高电机的效率可以推动减小电池尺寸降低成本最终导致电动车的大规模采用本文由汽车商业评论原创出品转载或内容合作请联系说明违规转载必究