行業(yè)巨頭們?nèi)绾慰焖俑码婒?qū)解決方案？

Infinitum選擇生產(chǎn)市場(chǎng)規(guī)模巨大的工業(yè)電機(jī)。Infinitum的解決方案（右）比傳統(tǒng)繞線電機(jī)占據(jù)更小的空間。（Infinitum）

OEM、供應(yīng)商和初創(chuàng)公司正在努力優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)，同時(shí)開拓新的領(lǐng)域。與此同時(shí)，電驅(qū)動(dòng)力總成的發(fā)展也在以驚人的速度前進(jìn)。

目前的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與電子設(shè)備已經(jīng)非常高效，但汽車廠商仍在大量創(chuàng)新，以進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車車載動(dòng)力的效率。以下是一些最新的進(jìn)展：

Infinitum：

持續(xù)推出更新、更輕的電機(jī)

Infinitum把電機(jī)里定子鐵芯中所有的鐵和銅繞組從定子中取出，全部更換為蝕刻了銅導(dǎo)體的印刷電路板（PCB）定子，從而推出了比傳統(tǒng)軸向磁通電機(jī)尺寸更小，重量更輕的電機(jī)。該設(shè)計(jì)消除了定子中所有的鐵芯損耗，如轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、齒槽、定子磁滯和渦流，從而“大大提高了效率”。此電機(jī)更小、更安靜、更高效，在整個(gè)電機(jī)工作曲線上有著更高的效率。

Infinitum的Aircore Mobility電機(jī)的分解圖。（Infinitum）

最初，Infinitum試圖解決HVAC電機(jī)的低效問題，目前則專注于工業(yè)市場(chǎng)。

Infinium將冷卻液直接輸送到定子中心，在那里靠離心力向外部旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散，從而冷卻定子和其他零件，直到它碰到外殼并排入油底殼，在那里進(jìn)行再循環(huán)。（Infinium）

在CES 2023上，Infinitum宣布了其最新進(jìn)展——裝有PCB定子的空芯電機(jī)，其液冷系統(tǒng)可以將冷卻液直接輸送到電機(jī)熱源。該電機(jī)將冷卻液注入空心軸，使其與定子直接接觸，優(yōu)秀的散熱使得功率密度比傳統(tǒng)徑向磁通電機(jī)高四到五倍。大多應(yīng)用于徑向和軸向通量電機(jī)中的冷卻方法只能將冷卻液注入到電機(jī)周圍的夾套中。而Infinitum將冷卻液輸入到定子中心，離心力可以將液體推到外護(hù)套中，排入液槽，進(jìn)行再循環(huán)，從而使得具有150 kW（201 hp）連續(xù)功率和300 kW（402 hp）峰值功率的電機(jī)可以在7500 rpm下以95%的效率運(yùn)行。

該公司負(fù)責(zé)人表示，使用碳化硅MOSFET的空芯電機(jī)能實(shí)現(xiàn)更高速的切換。電機(jī)可以O(shè)TA更新，還可以根據(jù)應(yīng)用來決定其大小或是否使用多個(gè)較小的電機(jī)替代一個(gè)大電機(jī)。

空芯電機(jī)是為循環(huán)使用而設(shè)計(jì)的。蝕刻銅層面板使用了現(xiàn)成的FR4玻璃環(huán)氧樹脂作為絕緣材料。該公司表示，這使得標(biāo)準(zhǔn)型定子的可靠性提高了10倍。這是怎么做到的呢？Schuler的解釋是：“我們所有的銅層壓板和絕緣材料都有相等的熱膨脹系數(shù)，反復(fù)加熱和冷卻時(shí)會(huì)以相同的速率進(jìn)行，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械干擾，因此不會(huì)失效?！?/p>

舍弗勒：

系統(tǒng)效率

舍弗勒正在尋求通過調(diào)整磁體位置的方式提高永磁電機(jī)的效率，并把注意力轉(zhuǎn)向沒有磁鐵的外部勵(lì)磁電機(jī)。無磁電機(jī)通常效率較低，但舍弗勒的工程師稱，可以開發(fā)出與永磁電機(jī)“同等”效率的外部勵(lì)磁電機(jī)。

舍弗勒的4in1 e-axle通過整合牽引電機(jī)、變速器、電力電子設(shè)備和熱管理系統(tǒng)（可包括熱泵），尋求最大限度地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化。（舍弗勒）

該公司最近透露的解決方案是“四合一電動(dòng)車橋（4in1 e-axle）——在其三合一系統(tǒng)中的牽引電機(jī)、變速器和電力電子設(shè)備的基礎(chǔ)上， 加入了熱管理系統(tǒng)，大大提升了效率。舍弗勒稱，各部門協(xié)作開發(fā)的碳化硅電力電子器件可提供超過99%的效率。舍弗勒的新四合一電動(dòng)車橋可以集成二檔變速箱的換檔機(jī)構(gòu)。一些人認(rèn)為，這對(duì)于美國(guó)市場(chǎng)青睞的體積更大、慣性重量更高的車輛來說，是個(gè)值得添加的功能。此外，舍弗勒還提供相應(yīng)的解耦單元。

采埃孚：

整個(gè)動(dòng)力總成

2022年11月，采埃孚推出了一款集許多優(yōu)點(diǎn)于一身的全新電驅(qū)動(dòng)力總成。與其他專注于適應(yīng)400V或800V架構(gòu)的設(shè)計(jì)一樣，它的靈活性來自控制器芯片和帶有單獨(dú)電源開關(guān)的逆變器。該公司聲稱，比起當(dāng)今的電源模塊，這種架構(gòu)需要的組件更少。該系統(tǒng)的軸功率最低為100 kW（134 hp），最高可達(dá)300 kW。相關(guān)閱讀：采埃孚推出全套電驅(qū)系統(tǒng)，幫助OEM縮短開發(fā)時(shí)間。

采埃孚的電機(jī)使用編織繞組來提高功率密度并減少原材料的使用。（采埃孚）

采埃孚全新電驅(qū)系統(tǒng)采用了編織繞組技術(shù)，可以提高功率密度。電機(jī)產(chǎn)品線負(fù)責(zé)人Roland Hintringer表示：“五到七年前推出的發(fā)夾式繞組是當(dāng)今的最先進(jìn)技術(shù)，但是需要數(shù)百個(gè)激光焊接點(diǎn)?！彼€表示，采埃孚的編織是在同一個(gè)操作步驟中成型的，既節(jié)省了時(shí)間，也節(jié)省了空間。其繞線頭為15 mm，而發(fā)夾式繞線為28 mm。只需要24個(gè)焊接點(diǎn)，采用編織方式也節(jié)省了10%的原材料使用。

同時(shí)，采埃孚還與Infinitum一樣開發(fā)液冷技術(shù)。除了水冷電機(jī)外殼，還將冷卻油泵送至外殼周圍，以及編織繞組本身的槽體中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該技術(shù)的峰值性能提升85%，動(dòng)力提升50%，且稀土用量?jī)H為當(dāng)前的1%。

eLeap Power：

不需要車載充電器的逆變器在CES

加拿大eLeap Power公司表示，其逆變器技術(shù)利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)已有的電機(jī)繞組，消除了對(duì)車載充電器和變壓器的需求。eLeap表示這一發(fā)明有許多好處：

800v充電速度，但與400v系統(tǒng)兼容。

取消車載充電器后，車輛重量減輕了30-40 kg（66-88磅），增加了續(xù)航里程。

幾乎兼容目前所有的電動(dòng)汽車動(dòng)力總成架構(gòu)，且成本不高。因?yàn)槠淇梢赃m應(yīng)800v架構(gòu)，同時(shí)使用了當(dāng)今可用的較便宜、較低電壓的開關(guān)元。

在交流和直流中是完全雙向的。這允許使用風(fēng)能和太陽能等可再生資源為車輛蓄電池直接充電，同時(shí)允許車輛在高峰需求時(shí)“動(dòng)能回收”。

逆變器使用分流電池（split-battery）或雙電池系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)更高的可靠性。如果系統(tǒng)的一部分發(fā)生故障，車輛仍然可用。

eLeap Power的集成逆變器利用電機(jī)的繞組（電機(jī)不移動(dòng)）來取代車載充電器，并降低充電速度。（eLeap Power）

eLeap公司相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為：該系統(tǒng)更智能，功能更強(qiáng)大。體現(xiàn)車輛充電能夠更快，充電后能行駛更遠(yuǎn)。并且節(jié)省了成本，而且更環(huán)保。eLeap系統(tǒng)的核心在于它利用電機(jī)中的磁場(chǎng)和繞組與軟件結(jié)合，可產(chǎn)生高速電流來為電池充電。除了移除車載充電器外，目前使用400v/800v升壓轉(zhuǎn)換器的Lucid Air等車輛也無需再使用轉(zhuǎn)換器了。他說：“我們能夠獲得巨大成本優(yōu)勢(shì)也是因?yàn)槲覀冊(cè)诔潆姴僮髦惺褂昧穗姍C(jī)。所以，通常情況下無需使用電感和變壓器?！彼f：“充電過程是靜止的，電機(jī)沒有旋轉(zhuǎn)，也沒有振動(dòng)。”

eLeap表示，通過拆分電池，解決了其他公司試圖集成逆變器時(shí)遇到的問題，基本上是將逆變器置于過程的中間位置。（eLeap Power）

審核編輯 ：李倩