中国粉体网讯 随着汽车行业对产业链自主可控的需求逐步加大，电驱系统成为新能源车企关注的焦点。近日，特斯拉透露下一代自研电驱将实现减重20%，减少25%稀有金属的使用，体积缩小75%，并不再使用稀土材料，减少75%碳化硅使用，成本节省1000美元。
与此同时，国内广汽集团旗下新能源自主品牌广汽埃安发布全新一代高性能集成电驱技术群“夸克电驱”。从官方信息看，夸克电驱的主要优势在于实现更小体积与更大功率兼得，而这主要得益于“纳米晶—非晶”超效率电机、X- PIN扁线绕组和900V碳化硅功率模块三方面技术。
关于夸克电驱的量产，广汽埃安方面并未透露明确量产时间。同时，广汽埃安还表示，夸克电驱可加速潜艇汽车、飞行汽车等更多汽车形态落地，且可运用于医疗科技、无人机、航空航天等领域。
功率密度翻倍的电机
一般而言，电驱系统主要包含电机、电机控制单元、减速器三部分。多年来，电驱系统的技术进化主要围绕动力、能效、高集成度、成本、噪音等展开。
在动力方面，当前绝大多数纯电动车型的电机功率密度可达到甚至超越燃油车型，特别在起步提速方面尤为明显。但对于部分纯电超跑车型而言，追逐更高动力性能则需要更高电机功率密度。而广汽埃安方面表示，夸克电驱可做到电机功率密度达12kW/kg。
其中，广汽埃安融合自主专利的X-PIN扁线定子技术和碳纤维高速转子技术起到了一定的作用。据悉，X-PIN碳纤维高速电机技术具有3项独有平台绕线方案的国家专利，可实现70kW~320kW功率范围、220Nm~450Nm扭矩范围多平台兼容。 得益于X- PIN扁线绕组及碳纤维高速转子，电驱在磁满率、电机功率和功率密度等方面有所提升，可在缩小25%体积的情况下，将电驱功率提升30%以上。
广汽埃安表示，基于电机技术的进步，未来产品将呈现小型化、轻量化、出行形态多样化。同时，夸克电驱让埃安Hyper SSR实现多电机1.9秒百公里加速，也让Hyper GT实现单电机4.9秒百公里加速。
值得一提的是，电驱系统零部件的多合一大集成目前已是行业大势所趋，体积更小的电驱系统将能获得更大的车内空间和前后备箱容积，相同电量能跑更长的续航里程，提高一体化装配效率、提高电驱系统整体功率密度等。在新能源汽车中，电驱系统成本约占整车的10%，体积更小的电驱系统或有利于BOM(Bill of Material物料清单)降本，并间接降低购车成本。
而此前，国内新能源车企中，比亚迪八合一电驱总成在集成度上具有明显的优势，并以此对整车生产成本、整车售价等起到重要影响，从而影响盈利情况。
根据广汽埃安的数据，夸克电驱的电机重量为21.5kg，电机综合效率为97.2%，且夸克电驱兼具“大动力与小体积”双重优势，并以此赋予埃安Hyper SSR和Hyper GT更大空间体验，但夸克电驱的成本并未被提及。
能效提升的超效率电机
目前多数新能源车型搭载的电机最佳能效区间为90%~95%，部分高效电机能效可达96%。基于此，车企为倾向于提高电机控制单元中的主逆变器能效，以此提升电机能效，最经济实用性的方法即用SiC碳化硅模块替代目前主流的IGBT模块。
碳化硅模块体积小利于封装和集成、开关响应快且损耗更小、耐压值高、导热率高利于散热，及更高的功率密度等。相较IGBT模块，碳化硅模块能为整车节省约5%能耗，且更耐高压更适合新能源车型为实现超充搭载的800V及以上的工作平台。
广汽埃安方面表示，其已深度介入碳化硅产业链建设，自研封装设计。值得一提的是，在全栈自研的基础上，广汽埃安已加码成立锐湃动力科技有限公司，重点围绕前瞻动力科技研发及产业化，全面打通研发、智造、销售、服务一体化。
广汽埃安围绕碳化硅产业链布局，从芯片布局、均流一致性、缩小芯片开关延时、叠层功率回路设计四个方向进行突破，同时结合全银精准低温烧结工艺的革新，使得碳化硅模块回路杂感降低50%以上、热阻降低约25%、芯片通流能力提升10%以上、功率循环寿命提升约100%。
同时，该模块结合安全可靠的SiC芯片驱动与保护设计，可充分发挥碳化硅的高耐压、高功率密度、高效率特性，助力夸克电驱实现最高满功率工作电压900V，峰值功率高达320kW以上，最高效率超99.8%。
此外，高功率电机的损耗，尤其电机铁芯的损耗是影响永磁同步电机工况效率的主要因素。广汽埃安方面表示，围绕“高功率密度，低发热损耗”两大核心点，其电机团队从基础原材料和电磁原理创新开发，设计了一种“纳米晶—非晶” 合金材料及批量制备工艺；相较于传统的铁基硅钢材料冶炼工艺，“纳米晶—非晶”合金材料冷却速度达每秒100万，较铁基硅钢材料快1000倍。
广汽埃安方面介绍，“纳米晶—非晶”合金材料具有原子无序排列、无晶粒、无晶界的微观特性。其铁损系数远低于铁基硅钢等电工钢，埃安创新应用该材料制作电机铁芯，降低电机50%铁芯损耗，从而降低电机能量损耗，电机工况效率提升至97.5%，电机最高效率达到98.5%。
对于夸克电驱的运用，广汽埃安方面认为，夸克电驱不仅局限于汽车，而且可在医疗科技领域制作动力义肢，提升无人机运载量和续航，并结合AI技术实现无人快递业务。而随着夸克电驱技术不断进化，未来夸克电驱可能会被应用在智能机器人、机械外骨骼、医疗、航空航天等多个高精领域，让高性能机械便携化。
（中国粉体网编辑整理/长安）
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