它只有手掌大小，但拥有 V8 动力，夸克电力驱动的动力从何而来？

【技术分析】记得去年11月3日，埃安推出了全新的纯电动平台——AEP3.0。

该平台最大的特点就是引入了超级跑车技术，同时还搭载了埃安全新高端品牌“Hyper昊铂”的首款车型Hyper SSR，并赋予其高达1.9秒的惊人加速能力。

突破100公里/小时。

我不禁好奇，这到底是怎样的电驱动系统，拥有如此不可思议的实力？而答案今天揭晓了。

3月3日，埃安发布了新一代高性能集成电驱动技术——夸克电驱动。

该电机的最大特点堪称“以小做大”。

那么它是如何做到的呢？我们通过几组数据来解读一下。

首先，根据官方的说法，夸克电驱只有巴掌大小。

也就是说，爱空子实现了永磁电机的小型化设计。

电机功率密度高达12kw/kg，比行业6kw/kg高出%。

也就是说，巴掌大的电机，却能带来超越V8发动机的澎湃动力。

事实上，减小电驱动系统的尺寸并不难。

例如，工业机器人上的伺服电机可能只有手掌的一半大小。

然而，小体积永磁电机也面临两大挑战。

第一个是如何在保持尺寸不变的情况下增加功率输出，第二个是如何避免大功率情况下的损耗。

埃安开发了水稻非晶超高效电机、X-PIN扁线绕组、V型高效碳化硅、E-drive软件、夸克电驱动器不中断电换档等创新技术。

其核心是纳米晶-非晶超高效电机、X-PIN扁线定子技术、V高效碳化硅三项前瞻性技术。

首先我们来看看纳米晶-非晶超高效电机。

目前，常见电动汽车中，永磁同步电机占据90%的市场份额。

由于其良好的输出效率和高扭矩，它们已成为业界的热门神话。

然而，这种电机往往有一个无法避免的缺点，那就是因为它采用的是永磁转子（钕铁硼）。

虽然磁通量得到了保证，但当达到一定的高转速时，永磁同步电机会形成逆反应。

电动势，如果此时向电机输入较高的电压，其转速不会增加太多，多余的容量会转化为热量，成为损耗。

这就是为什么电动汽车起步很快，但高速行驶后却很难提速的原因。

另外，永磁同步电机的永磁体采用稀土材料钕铁硼制成，达到高温时会产生退磁，从而导致整个电机报废。

因此，大多数永磁电机在高输出后都会受到系统的限制，以保护电机。

夸克电驱动的定子采用了一种名为“纳米晶-非晶”的合金材料，采用批量制备工艺。

与传统铁基硅钢材料熔炼工艺相比，该工艺冷却速度高达10000℃/s，比铁基硅钢材料快3倍。

具有原子排列无序、无晶粒、无晶界的微观特征。

铁损系数远低于铁基硅钢等电工钢。

采用该材料制作电机铁芯后，可降低电机铁芯损耗50%，从而有效降低电机能量损耗，将电机运行效率提高至97.5%，电机最高效率达到98.5%。

因此，油冷的加入，可以进一步提高整个电机的冷却能力，保证电机的效率和安全性。

接下来，我们来谈谈夸克电驱动系统的另外两项技术，X-PIN扁线定子技术和碳纤维高速转子技术。

首先，扁线绕线技术近年来并不是什么新鲜事。

它在定子绕组中使用扁铜线。

首先将绕组制成发夹状，插入定子槽内，然后将发夹的另一端连接起来。

末端被焊接。

这种电机的优点也很明显：首先，相同功率下，体积更小，用料更少，成本更低。

或者同样尺寸，提高槽满率，提高功率密度。

二是温度性能更好。

内部间隙少，扁线之间的接触面积大，散热、导热较好。

第三，扁线刚度好。

由于导线是从铁芯端部插入的，因此可以选择较小的缺口设计，有效降低齿槽转矩脉动。

第四，端头短，节省铜材，提高效率。

那么，夸克电驱的X-PIN扁线定子技术是什么呢？ X-PIN是基于I-PIN或HairPIN技术开发的。

与I-PIN相比：X-PIN工艺两端的焊接端变短，铜损减少，但焊点数量没有变化。

仍需双面焊接，对焊接工艺要求较高，焊接质量存在风险。

与HairPIN工艺相比：X-PIN工艺的插头端尺寸没有变化，焊接端尺寸可减小5-10毫米，进一步降低电机铜损，提高效率电机的。

因此，由于有效减小了焊接端之间的距离，X-PIN定子绕线技术可以有效降低铜损和发热，同时还可以减小电机系统的尺寸，可谓一石二鸟。

另外我要说的就是这个碳纤维转子。

我听到的关于碳纤维转子的消息是安装在特斯拉 Model S Plaid 上的碳纤维电机。

那么，为什么要采用碳纤维材料呢？首先，目前能做到大功率、大扭矩的电机转子都会采用内永磁定子设计，这是磁阻电机与永磁体结合的设计，形成6级单V磁极风格。

其特殊的设计，更凸显出电机大扭矩、高转速的优势。

但由于嵌入了永磁体，为了防止其在高速离心力作用下甩出，极片的边缘设计有一定的厚度，这个厚度称为磁隔离桥。

磁隔离桥由于磁力的方向会形成一个闭合磁场，这是一个不参与任何作用的无效磁场。

我们称之为漏磁。

因此，只要将这部分做得更薄，电机的磁通量就会更大，效率也会更大。

是大大改善的。

但问题又来了，如果永磁体太薄，吸不住怎么办？那么这个时候碳纤维就要出现了。

我们从相关渠道获得了该夸克电驱动系统转子的多张专利图片。

从图片中可以看出，为了减少磁隔离桥，其极片的边缘被“切割”了一点。

因此，会减少极片的漏磁现象，但会降低极片的后续强度。

因此需要用碳纤维套牢牢地“绑”住。

由于碳纤维不导磁，因此该段不会出现磁隔离桥，因此不会对极片产生干扰。

另外，当电机转子高速运转时，会产生大量的热量，而碳纤维在高温下的膨胀系数表现出负温度效应，这意味着在高温下，纤维不仅不会发热因受热而膨胀，但会稍微收缩。

，这样可以增加极片边缘的强度，并且可以将永磁体保护在极片内。

这样一来，夸克电驱动电机的电驱动功率提升了30%以上，同时尺寸减小了25%。

并且可以在70kW-kW功率范围和~Nm扭矩范围内实现多平台兼容，实际效果非常明显。

除了电机系统本身之外，还有一个部件可以让电驱动系统高速、大马力地运行，那就是逆变器功率模块。

首先，逆变电源模块的作用简单来说就是将动力电池的直流电转换为永磁同步电机所需的交流电。

该模块的工作原理类似于开关。

通过不断地打开和关闭，直流电流被一点一点地分成短段和长段。

然后根据面积等效原理，最终得到交流电流。

早期的逆变电源模块采用硅作为载体。

但随着大功率、高速电机的出现，这类硅元件已无法承受大电流下的高输出，很容易导致器件过热并被电场损坏。

击穿会导致短路，因此碳化硅（SiC）功率模块应运而生，具有高电击穿强度（硅的十倍）和导热性（硅的三倍）。

埃安深度参与碳化硅产业链建设后，开始研发自主研发的包装设计。

从芯片布局、均流一致性、降低芯片开关延迟、叠层电源电路设计四个方向取得突破。

同时，结合全银精密低温烧结工艺的创新，使S碳化硅模块电路噪声降低50%以上，热阻降低25%左右，芯片流容量提升10%以上，动力循环寿命提升约%。

结合安全可靠的SiC芯片驱动和保护设计，充分发挥碳化硅高耐压、高功率密度、高效率的特点，帮助夸克电驱动实现最高全功率工作电压V、峰值功率高达kW以上，最高效率超过99.8%优秀数据。

因此，结合上述技术的加持，埃安的Hyper SSR可以实现1.9秒全球最快的多电机百公里加速，而Hyper GT则可以实现4.9秒100公里的全球最快单电机加速。

除了应用于车辆之外，埃安在发布会上还表示，夸克电驱动技术还将应用于其他领域。

例如，在医疗技术领域，夸克电驱动器可用于制造动力假肢，让残疾人拥有正常的活动能力，或者用于动力外骨骼，为工人提供更强的力量、敏捷性和耐力。

让他们举起重物以减轻疲劳。

最后，它还将应用于无人机领域，通过采用夸克电驱动技术，可以提高其运载能力和续航能力。

写在最后：作为国内第一家拥有自主研发EV+ICV全栈的车企，埃安实现了多项技术超越。

不仅自主研发了杂志电池、超极速电池、海绵硅电池等，还一举解决了安全、补能、续航三大行业痛点。

还推出了“AEP3.0平台”、“星灵架构”等Hyper Tec新一代高端技术。

随着夸克电驱的正式上市，耀明真正填补了其纯电动汽车在各个细分市场的空白，成为引领行业发展的新标杆。