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起重電機專業生產廠家無錫宏達2022年7月21日訊 過渡到800V高壓平臺，包括電機在內的車身架構需要面向800V的系統重新設計。在技術的研發和應用上，這是一項牽一發而動全身的大工程。
根據各大車企的布局，2022年將迎來基于800V電壓平臺的新車潮。與整車高壓電氣架構相關的部件或系統面臨升級，如動力電池、電驅動、充配電系統、DC/DC等。馬瑞利也在此時搶占先機，推出了800V電機。
800V高壓平臺將成風口
新能源汽車浪潮發展至今，目前400V低壓平臺已經逐漸在主流純電量產車型中普及。2019年，首次采用800V平臺的量產車保時捷Taycan Turbo S全球首發，當前廣汽埃安、比亞迪、小鵬、吉利、理想等一眾自主品牌車企也紛紛開始布局800V平臺。可以預見，800V高壓平臺將成為下一個技術風口。
800V高壓平臺，意味著車輛電池系統、充電系統、電驅系統均采用800V電壓的電子架構平臺。相較于低壓平臺，高壓平臺的優勢顯著：
首先，可以提高車輛的牽引功率，使動力性能得到提升。
其次，在同電流下，車輛的充電功率、電機功率均有提升，這就意味著車輛的充電時間縮短， 相比較400V的電機，在電池電量一樣的情況下，充電時間幾乎可以縮短一半。
800V高壓平臺的量產之路也并非一帆風順，其面臨著許多方面的限制因素。一旦車輛電壓平臺提升至800V， 電池包、BMS、DC/DC、電機控制器和電機等都需要面向高電壓平臺開發。
此外，在高壓下電池的穩定性降低，衰減、起火等風險增大；為承受800V的高壓，直流電壓逆變器IGBT的元器件芯片材質也需更換為碳化硅，直接導致成本上升；且目前市面上的充電樁多為60kW、120kW，需要對現有充電樁進行升級，以適配800V平臺的高快充需求。馬瑞利有相應的解決方案可以用現有400V的充電樁滿足對800V系統進行充電。
可見，800V高壓平臺開發周期長、成本高，需要供應鏈、技術研發、整車成本、充電網絡等多方的支持。
如前文所述，過渡到800V高壓平臺，整個系統包括電池包、BMS、電機等在內的車身架構都需要面向800V的系統重新設計。在技術的研發和應用上，這是一項牽一發而動全身的大工程。
迎難而上 多方案電機設計難題
一項新技術從研發到普及顯然會存在各種技術攻關難點與挑戰，“三電”系統作為新能源汽車的核心，能夠直接影響車輛的性能表現，而其中的電機系統則是重中之重。和400V的電氣系統相比，800V的電氣系統在電機設計上也大不相同。
提高電機效率，是電機技術發展的目的。所謂扁線電機與圓線電機，區別就在于銅線的繞線成型方式不同。扁線電機的槽滿率高于圓線，這意味著在空間不變的情況下可以容納更多銅線，截面積更大，在低頻和高頻的運轉情況下整體電阻也會更小，發熱量相比較于圓線會更小，因此線損會更小。基于這一優勢，扁線電機的能量轉換效率會更高。
從電阻和導熱情況來看扁線都優于圓線，因此馬瑞利自開始設計驅動電機起就一直采用扁線技術的工藝。
切換至800V高電壓平臺，電流紋波變大后會產生高頻的諧波，高頻的諧波又會產生熱損耗，高溫會造成磁鐵性能下降，也有產生退磁的可能，從而導致電機性能下降，如此一來就容易出現各種風險。基于這一原因，馬瑞利提出，需要用分層的方式來解決磁發熱問題。隨著層數的增加，磁損耗可能會逐漸減少。分層的具體數量、厚度，則需要針對每款電機具體分析。馬瑞利有相應的設計經驗和數據來對具體的分層數最優解做相應的計算設計。
在電機的運轉過程中，由于電磁感應原理，電機轉子和殼體之間會產生電壓。由于軸電壓的存在，軸承的內外圈之間出現電勢差便會產生軸電流，加上軸承的轉動便極易產生電火花。在高溫的情況下，電火花容易對軸承產生電腐蝕，造成軸承內表面的熔化和剝離，導致軸承噪音變大，壽命降低。
這樣看來，控制軸電流似乎是預防軸承電腐蝕的關鍵。但在研發過程中馬瑞利發現，如果只是簡單地在電機的特定結構中加上絕緣，軸電流又會對齒輪箱中的軸承產生電腐蝕。
因此馬瑞利選擇將方案的落腳點放在減輕電壓上。根據數學模型預測出的轉子和殼體之間的電壓變化，馬瑞利又開發出減少軸電流和減小殼體電壓的設計，并將該設計先后應用于模型和實際，最終達成了減小轉子和殼體之間電壓、減輕電腐蝕的目標。
總體而言，在電機方面，800V高壓系統對軸承的防腐蝕、絕緣要求更為嚴苛。從理論設計到實際應用，馬瑞利花了相當長的時間才解決種種問題。由此可見，800V高壓平臺的大規模量產落地還有很長的路要走。
深耕多年 豐富經驗打造成熟工藝
新能源汽車目前正處于快速發展時期，隨著汽車市場向新能源轉換，長期來看，車企推出更多采用高壓平臺的新車是必然選擇。
馬瑞利深耕于汽車工業領域多年，致力于汽車系統和零部件的設計與生產，在汽車零部件和高技術系統設計與制造領域處于領先地位。秉持著對高水平技術、精益生產工藝的追求，馬瑞利從一開始研發驅動電機就采用扁線技術，現已有10多年。馬瑞利從3年多的800V的量產經驗中得到了磁鐵發熱、軸承電腐蝕等問題的解決方案。隨著電機設計的發展和改進，電機設計的持續性能/峰值性能可以超過60%。
掌握先進技術沒有捷徑可走，需要日復一日的研發積累過程。從2019年開始，馬瑞利生產了第一款800V電機，經過3年的量產實踐，產品打造已日趨成熟，生產工藝也更加完善。
消費者對車輛性能的要求越來越高，投射到市場上則表現為對新技術的需求越來越迫切。眼下高電壓平臺的量產之路仍在探索，但一旦突破技術瓶頸，新賽道中的各方玩家勢必會蜂擁而至。蛋糕只有那么大，只有提前入局搶占先機，積極掌握新技術，面對市場的變化才能更加從容。
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