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蔚来推出了一款925V的电机,能够在400V的充电站以超过200kW的功率为电池充电。

蔚来推出了一款925V的电机,能够在400V的充电站以超过200kW的功率为电池充电。

电动机仍有提升空间,且不仅仅体现在功率或效率方面。蔚来开发了一套系统,旨在更充分地利用现有硬件:除了驱动汽车外,它还利用部分组件来帮助在电压低于电池电压的充电站进行充电。

事实上,拥有800伏或更高电压的系统并不一定意味着充电速度更快,因为功率和速度还取决于充电站的条件。当连接到400伏的充电站时,汽车的功率和性能会大幅下降,从而导致充电速度急剧变慢。而这正是蔚来希望通过其技术来减少的问题。

该架构的工作电压为925伏特,因此需要对电气绝缘进行格外严格的控制。面临的挑战不仅在于设计出紧凑且强大的电机,还在于确保其材料和连接部件能够在多年时间里承受如此高的电压,同时还要在高温、振动以及严苛的工作环境下依然保持稳定。

一款不仅能驱动汽车,还有其他功能的电机

Nio推出了一款925伏特的电机,它还能在充电速度较慢的站点以超过200千瓦的功率为电池充电

其关键之一在于W型引脚绕组设计,该设计采用矩形连续铜导体。与由众多通过焊接连接的段构成的传统叉形设计相比,这种方案减少了中间电气连接点。但相应地,它要求使用长而坚固的部件,且在制造过程中必须保持其形状与绝缘性能完好无损。

该工艺使用12根长度为五米的扁平铜导体,通过精密工具对其进行加工以形成24处折弯。避免这些导体出现不必要的变形本身就已颇具难度,而要在不损坏其绝缘层的情况下完成操作则更为精细,因为任何缺陷都可能影响整个绕组的质量。

在公布的数值中,该发动机的功率密度为19.06千瓦/千克,相当于每千克25.9马力。而控制器方面的功率密度则为226.92千瓦/升,相当于每升308.5马力。

该团队最初尝试了一种在折叠过程中将导体旋转180度的方法。然而,反复的旋转会导致材料拉伸,进而威胁到绝缘性能。最终解决方案是采用平面成型工艺,从而避免这种连续旋转。

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根据该项目公开的数据,该工艺能够控制0.14毫米的绝缘层厚度,并将电机的装配公差控制在0.02毫米以内。这些措施有助于解释为何工业化在这一发展中如此重要:制造出功能正常的装置仅是工作的一部分,而持续稳定地重复生产则是另一项重要任务。

为测试系统的耐久性,它已在高温环境下连续运行1,300小时且未出现故障。另一个测试程序则在模拟5,500米海拔高度的条件下运行了500多小时,期间需承受高电压、每秒高达15,000次的电子元件切换,以及发动机转速的突然变化。

该装置还在三个轴向上承受了高达5.5 g的随机振动,同时处于-40至+85摄氏度之间的温度环境中,持续时间超过两个月。海拔高度带来了额外的挑战:较低的气压会降低空气的绝缘性能,从而对高压组件的运行提出更高要求。

另一个重要优点是它在充电过程中具备升压功能,其宣称的最大功率为202.78千瓦(276马力)。该系统利用电机的绕组作为电感,以及逆变器的开关元件,来提升来自充电器的直流电电压。

这样无需专门的升压转换器,即可将低压充电站的电力转换为高压电力供给电池。电机并不会变成独立的充电节点:其内部组件会参与必要的电能转换,从而充分利用特定的充电站。

这也并不意味着汽车可以在任何充电器上获得该功率。实际输出取决于充电站能够提供的电量以及汽车本身的状况。所公布的数值为升压功能时的峰值,并非整个充电过程中的恒定功率。

该技术于2024年12月投入量产,根据项目信息,它被应用于蔚来ET9、ES8和ES9,以及昂科威L90和L80车型上。该技术的研发还获得了146项专利授权,并为中国的六项汽车国家标准做出了贡献。

这一方案的亮点在于功能的整合。蔚来旨在提升功率密度,并在充电过程中充分利用驱动系统,从而减少对特定部件的需求。对驾驶员而言,其实际价值体现在这种整合如何提升效率、可靠性以及使用不同电压充电器的能力上。

来源 | 汽车安徽新闻