据中汽协预测,2025 年我国新能源汽车销量预计达到 1600 万辆,同比增长 24.4%。伴随新能源汽车技术的飞速发展,市场对车辆性能与续航能力的要求水涨船高,驱动电机的创新及效率提升由此成为核心关注点之一。各大车企纷纷探索创新路径,力求提高驱动电机效率,众多新型技术应运而生。
01.公司简介
厦门势拓 御能科技有限公司(简称:势拓御能)定位成为超一流的驱动电机制造企业,自2020年成立以来,已建成4条驱动电机定转子生产线,总产能50万台/年,已累计交付超10万套。
势拓御能的技术开发团队,涵盖电磁设计、机械结构、CAE仿真设计以及工艺和装备等多学科专业人才,与行业内多家一流企业深度合作、持续探索,联合开发了各类圆线定子总成、2-12层扁线定子总成,以及永磁、电励磁、铸铝转子等多类型产品。
势拓御能具有完备的电机分析测试能力,包括测试台架等基础性能测试平台,温度冲击及振动等环境性能测试平台,高压PDIV等安规性能测试平台,NVH&EMC性能测试平台等,并根据市场及客户需求不断地丰富/提升测试能力。此外,依托集团技术中心,具备显微微观,化学成分,物性检测等分析能力,为电机零部件的失效机理研究提供强大的保障。
PDIV设备
冷场发射扫描电镜SEM
微区电子探针EPMA
势拓御能在研发与试制方面持续加大投入,以期快速响应市场和客户的需求。目前建有驱动电机圆线、扁线、整机合装试制线各1条。通过开发和导入铁芯制造工艺和装备(激光切割机+激光焊接机),具备各种铁芯的快速打样能力(涵盖焊接,铆接,自粘胶和点胶等工艺),通过2D NC成形+3D一模多仁技术大幅提高扁线电机的试制效率并降低成本,极大地缩短样机交付周期。
势拓御能2024年为客户累计交付新品样机近300套,包含D340、D270、D220和D180等多个平台的主驱电机,涉及大扭矩轮毂电机,高速电励磁电机,轴向磁通电机,1000V高压双电机等,从产品性能、可靠性及成本等方面,为客户带来实实在在的收益。
驱动电机技术热点及开发方向
02.新技术开发介绍
◎量产技术
持续改善与革新是势拓御能重要的企业文化。公司不仅在圆线电机上实现快速量产导入,通过积极的探索与实践,技术团队在扁线定子8层同扭,高一致性激光焊接,以及永磁转子光轴装配,8叠整体注塑等方面实现新的突破,也保障了扁线电机的大批量稳定交付。
◎低铁损铁芯技术
电机的铁损是影响其效率的重要因素之一。当前电机主流生产商的铁芯冲片的厚度逐渐向更薄的方向发展,薄规格无取向硅钢的厚度通常达到0.25mm、0.20mm、0.15mm,与传统板厚 0.30mm 相比,0.15mm 以下厚度硅钢板的铁损可降低 30%~40%,而且频率越高铁损降低的幅度越大。而叠片的固定方式,在中高端车型应用中,也正从传统的铆焊工艺向胶粘工艺过渡,使用胶粘工艺的铁芯,由于取消了铆点和焊道,铁芯磁路更加顺畅,磁通泄漏减少,从而有效降低了铁芯的损耗,提高了电机的效率,研究表明,使用胶粘铁芯的电机,综合效率可提升0.4%,且整车NVH感受有明显提升。
硅钢与非晶同磁密定子铁芯损耗 硅钢与非晶同频率定子铁芯损耗
势拓御能可进行不同厚度硅钢片,及点胶、面胶等不同工艺铁芯的定制化样机制造,势拓御能还积极与高校、科研机构联合开展前瞻性研究,探索全新的铁芯材料体系,对非晶合金等具有潜在低铁损特性的材料进行深入挖掘,为未来电机向超高效率、小型轻量化发展奠定坚实基础,有望引领电机产业迈向一个全新时代。
势拓御能制作的胶粘定子铁芯
◎降端高焊接技术
为响应驱动电机高效率、小型化、轻量化以及适应 800V 以上高电压的技术发展趋势,行业对扁线电机制造过程中的定子端部焊接高度,提出了更高的要求,以往的 Hair-pin焊接工艺,已经难以完全满足这些新的需求。
Hair-pin焊接工艺在过去的扁线电机制造中发挥了重要作用,它具有一定的优势,例如工艺相对成熟,在一定程度上能够保证焊接的稳定性和可靠性。然而,面对当前的技术发展趋势,其局限性也日益凸显。
X-pin定子 Umini-pin定子与X-pin定子比较
势拓御能在Umini-pin等降低端部高度焊接的技术上已经完成了技术突破和工艺储备,通过对绕组成型、焊接、插线和扭头等工艺全面优化,实现端部焊接尺寸降低至≤4mm,并实现定子绕组整体包络在X-pin基础上的进一步缩小。
◎电励磁电机技术( EESM )
电励磁同步电机( EESM )的转子采用电磁激励替代永磁体,可实现精准的功能调控,并根据电机运行状态实时调整励磁电流,保证电机的高效性和安全性。
电励结构 电励磁电机性能特点
在电动车领域,EESM电机作为前驱或辅驱电机,是当前各头部企业布局的先进电机技术之一。
与永磁同步电机相比,EESM电机的优缺点如下表:
EESM电机VS永磁同步电机
势拓御能与整车厂合作,共同对电励磁转子进行技术研发,解决电励磁绕线技术,转轴注塑技术,整体灌封等技术,实现小批量的连续供货。
对于高速电励磁转子而言,绕排线是最基本的要求,也是在开发设计过程中面临的第一道关卡。在绕线技术方面,由于很高的铜满率(大于60%),且转子叠厚尺寸大,需要在绕线过程中克服铜线滑线,塌线等问题。势拓御能的技术团队深入钻研、精心计算,通过在转子绕线支架做文章,从源头上改进设计方案。同时与零部件供应商共同探讨,保障设计方案的高精度复现。
绕线的排线设计
绕线的排线效果图
转轴方面,技术开发团队在多功能转轴的引线焊接工艺方法,装配工装设计及工艺,一体注塑工艺及模具等方面投入大量时间,研发工艺路线短,成本低,可靠性高的方法,并通过了工业CT的检验确认无注塑裂纹、欠注等问题,实现了多功能转轴的批量稳定交付。
多功能转轴CT检测
为了提升EESM转子的整体强度、刚性和导热性能,转子在做动平衡前需进行整体灌封处理。项目团队通过研究灌封材料,灌封工装及工艺设计等技术课题,解决转子灌封溢胶,内部油道堵塞等核心技术难点,达到高密度填充效果,打通EESM转子的最后一道难关。
目前,势拓御能通过技术攻关,已解决EESM电机的核心部件-电励磁转子关键技术的开发,并积累大量经验,实现了产品的小批量稳定交付。未来公司也将持续投入,不断地进行技术改善革新,为客户提供更优质的产品和技术服务。
◎轴向磁通技术(AFPM)
轴向磁通电机(AFPM)又称盘式电机,因其功率密度和扭矩密度高,近年来在新能源汽车领域的驱动电机和增程器发电机等领域逐渐崭露头角。
径向VS轴向磁通电机
公司成立伊始,势拓御能就在盘式电机领域进行极积布局,已成功开发包括转子+定子结构(SR结构),定子+转子+定子结构(SRS结构)的多款盘式电机,积累大量卷绕式铁芯,SMC软磁铁芯,定/转子整体灌封,整机合装等方面的经验。
势拓御SR结构盘式电机
势拓御能SRS结构盘式电机
为了进一步提升盘式电机的功率密度,势拓御能与国内汽车零部件头部企业合作开发,大胆创新,采用超薄铜箔取代传统圆线/扁铜线,进行定子绕组的制备,槽满率超过92%。
铜箔有着卓越的导电性能,但质地柔软,要将其精准地缠绕成紧密规整的线圈,难度极高。一旦弯折不仅会影响槽满率和导电性能,长期运行还可能在弯折处引发断路隐患。为攻克这一难题,研发团队从铜箔的成分与性能,绝缘处理方法,绕线方法等方面着手,定向开发了全新的原材料和工艺,结合丰富的产品制造经验和自研绕线装备技术,实现了铜箔紧密、均匀、精准绕制的工艺,确保每一圈铜箔都能各司其职,协同构建高效的电磁环境。
高槽满率的铜箔定子绕组
势拓御能参与的铜箔盘式电机技术已进入测式验证阶段,有望成为推动新能源汽车产业变革的中流砥柱。展望未来,随着技术的持续迭代升级,势拓御能必将解锁更多令人惊叹的可能,重塑新能源汽车动力科技全新格局。
轮毂电机技术(In-Wheel Motor)
轮毂电机技术将电机直接安装在车轮轮毂内,取消了传统的传动系统,实现了电机与车轮的直接驱动,极大地简化车辆的机械结构,提高了驱动电机的效率。
势拓御能采用了超高牌号低涡流稀土永磁技术,水道多功能一体化设计,润滑与冷却一体化设计等新技术方案,一方面提高了电机的输出扭矩,峰值扭矩大于1250N.m,同时降低了损耗,提升效率,峰值效率大于96%(圆线方案),电机的各项技术指标完全满足整车厂的要求,并顺利推进整车测试。
轮毂电机性能指标
轮毂电机设计方案
轮毂电机装车测试
通过轮毂电机的研发,势拓御能的技术团队掌握了该类型电机的开发设计,制造工艺及测试方法,实现轮毂电机的自研自制和交付。随着新能源汽车产业的快速发展,势拓御能将继续开拓创新,在轮毂电机的小型化,高功率密度方向持续深入探索,进一步降低轮毂直驱汽车的簧下质量,促进轮毂汽车的发展。
03.未来开发规划
开拓创新,锐意进取。未来,势拓御能在新产品/新技术开发领域谋篇布局。
在新技术开发上,持续投入资源,在已完成的Umini-Pin的基础上,全力推进W-Pin、X-Pin以及碳纤维转子等项目。通过优化生产工艺、探索新型材料与创新制造技术等手段,力求在保证产品质量的前提下,显著降低生产成本,提升产品在市场中的价格竞争力,为公司获取更大的市场份额奠定基础。
在新兴电机产业化进程中,深入开展电励磁转子、E-VTOL电机以及线控底盘电机的量产产业化工作。对于电励磁转子,积极探索其在量产化场景下的设计优化与制造工艺,实现产品的高效化生产和品质稳定性;对于 E-VTOL 电机,势拓御能充分考量航空领域特殊要求,全面革新材料、结构与制造工艺,力促电机达成高功率密度、高可靠性与轻量化,为电动垂直起降飞行器供能。同时,紧扣汽车底盘智能化、电动化走向,研发高精度、高响应、强集成的线控底盘电机系统,赋能汽车底盘实现灵活、高效驱动控制。
在提升核心竞争力维度,从技术性能、可靠性和成本效益等多方面着手。在技术性能上,追求更高的效率、更大的功率密度、更宽的控制调试范围以及更优的 NVH(噪声、振动与声振粗糙度)感受,不断突破技术瓶颈。在可靠性方面,通过严格的质量管控体系、先进的测试验证手段以及长期的可靠性试验,确保产品具备低故障率、长寿命以及在极限环境下的可靠运行能力,为用户提供稳定可靠的产品。在成本效益上,一方面充分发挥集团稀土资源优势降低磁钢成本,同时推进铁芯冲压工厂区域规划(计划2025年立项,2026年运营),且重点面向0.2mm及以下薄规格铁芯,降低铁芯成本;其次通过优化供应链管理、提高生产自动化水平以及创新设计理念等方式,实现高能效、低成本以及易生产的目标,不断满足市场需求。
End.
当下,新能源汽车产业蓬勃发展,厦门势拓御能科技有限公司精准切入驱动电机技术创新领域。自 2020 年成立以来,公司稳步发展,生产线完备、产能可观,已成功为国内主流车企量产供货,赢得客户高度认可。
展望未来,公司将秉持务实创新精神,依托扎实根基,贴合市场需求落实目标,持续深耕,有望成为行业领军者,助推新能源汽车驱动技术迈向新高度,为产业发展添力。