Nio posiada silnik o napięciu 925V, który również pomaga ładować akumulator z prądem przekraczającym 200 kW w punktach ładowania o napięciu 400V.

Silniki elektryczne wciąż mają pole do poprawy, i to nie tylko pod względem mocy czy efektywności. Nio opracowało system, który ma na celu lepsze wykorzystanie tego samego sprzętu: oprócz poruszania samochodu, wykorzystuje część jego komponentów do ułatwienia ładowania w stacjach o napięciu niższym niż napięcie baterii.

Często posiadanie systemu o napięciu 800 voltów lub wyższym nie oznacza szybszego ładowania, ponieważ moc i szybkość zależą również od stacji. W stacji o napięciu 400V moc i charakterystyka ładowania samochodu mogą znacznie spadać, co powoduje drastyczne spowolnienie procesu ładowania. To właśnie chce zminimalizować nowy rozwiązanie Nio.

Architektura ta funkcjonuje przy napięciu 925 woltów, co wymaga szczególnej staranności w kontroli izolacji elektrycznej. Wyzwaniem nie jest tylko zaprojektowanie kompaktowego i potężnego silnika, ale także upewnienie się, że jego materiały oraz połączenia będą w stanie wytrzymać to napięcie przez lata, nawet przy wysokich temperaturach, wibracjach oraz trudnych warunkach pracy.

Silnik, który robi coś więcej niż tylko porusza samochód

Jednym z kluczowych elementów jest cewka typu W-Pin, która wykorzystuje ciągłe miedziane przewody prostokątne. W odróżnieniu od konwencjonalnych rozwiązań typu widelczy, składających się z licznych segmentów połączonych spawami, ta metoda zmniejsza liczbę pośrednich połączeń elektrycznych. Z drugiej strony wymaga pracy z długimi i sztywnymi elementami, których kształt oraz izolacja muszą pozostać nienaruszone podczas produkcji.

W tym procesie używa się 12 płaskich miedzianych przewodów o długości po pięć metrów, które są formowane za pomocą precyzyjnych narzędzi, aby stworzyć 24 zgięcia. Samo manipulowanie nimi bez niepożądanych deformacji stanowi już wyzwanie; zrobienie tego bez uszkodzenia ich izolacji jest jeszcze trudniejsze, ponieważ jeden defekt może zagrozić całej cewce.

Wśród opublikowanych danych wyróżnia się gęstość mocy silnika wynosząca 19,06 kW/kg, co odpowiada 25,9 KM na kilogram. Z kolei kontroler osiąga wartość 226,92 kW na litr, co równa się 308,5 KM na litr.

Zespół początkowo testował metodę polegającą na obracaniu przewodników o 180 stopni podczas zginania. Jednak powtarzane obroty powodowały rozciąganie i narażały izolację na zagrożenie. Rozwiązaniem było zastąpienie jej procesem formowania w jednej płaszczyźnie, unikając takich kolejnych obrotów.

Zgodnie z udostępnionymi danymi projektu, proces kontroluje warstwę izolacyjną o grubości 0,14 milimetra i utrzymuje tolerancje montażowe silnika w przedziale 0,02 milimetra. Są to środki pomagające zrozumieć, dlaczego industrializacja ma tak wielkie znaczenie w tym rozwoju: wyprodukowanie funkcjonalnej jednostki to tylko część pracy; jej spójne powtarzanie to coś zupełnie innego.

Aby sprawdzić wytrzymałość systemu, przeprowadzono 1.300 godzin ciągłej pracy w wysokich temperaturach bez awarii. Inny program obejmował ponad 500 godzin pracy w symulowanych warunkach na wysokości 5.500 metrów, łącząc wysokie napięcie, przełączenia elementów elektronicznych do 15.000 razy na sekundę oraz nagłe zmiany obrotów silnika.

Układ został również poddany losowym wibracjom na trzech osiach o amplitudzie do 5,5 g oraz temperaturom w zakresie od −40 do +85 stopni przez ponad dwa miesiące. Wysokość dodaje szczególną trudność: niższy ciśnienie atmosferyczne może zmniejszyć zdolność izolacyjną powietrza, co sprawia, że praca elementów wysokiego napięcia staje się bardziej wymagająca.

Kolejnym istotnym atutem jest jego funkcja podnoszenia napięcia podczas ładowania, przy maksymalnej deklarowanej mocy 202,78 kW (276 KM). System wykorzystuje cewki silnika jako indukcyjność oraz elementy przełączające inwertera w celu podniesienia napięcia prądu stałego pochodzącego z ładowarki.

To umożliwia dostosowanie napięcia z stacji o niższym napięciu do baterii o wysokim napięciu, bez konieczności używania oddzielnego konwertera podnoszącego napięcie przeznaczonego wyłącznie do tego celu. Silnik nie staje się samodzielnym punktem ładowania – jego komponenty biorą udział w konwersji elektrycznej niezbędnej do wykorzystania określonych stacji.

To również nie oznacza, że samochód będzie mógł otrzymać taką moc w dowolnym ładowarce. Wynik zależy od tego, ile może dostarczyć stacja, oraz od warunków samego samochodu. Podana wartość odpowiada szczytowi funkcji podnoszenia napięcia, a nie stałej mocy przez całą sesję ładowania.

Technologia weszła do produkcji w grudniu 2024 roku i, zgodnie z informacjami projektu, jest wykorzystywana w modelach Nio ET9, ES8 i ES9, a także w modelach Onvo L90 i L80. Rozwój ten obejmuje również 146 przyznanych patentów oraz wkład w sześć chińskich krajowych norm motoryzacyjnych.

Ciekawą cechą tej propozycji jest połączenie różnych funkcji. Nio dąży do zwiększenia gęstości mocy oraz wykorzystania systemu napędowego podczas ładowania, co zmniejsza potrzebę specjalnych komponentów. Dla kierowcy praktyczną wartość stanowi to, w jaki sposób ta integracja przełoży się na efektywność, niezawodność oraz możliwość korzystania z ładowarek o różnych napięciach.

Źródło | Auto Anhuinews