此前，比亚迪发布了580kW的高速电机，其转速达到了30511rpm，电机功率密度也到了16.4kW/Kg。其核心逻辑是通过材料创新、结构优化与电磁设计的协同，在物理极限下释放电机潜能，最终实现性能、效率与空间利用的多赢。
其实早在发布之前，比亚迪的这款580kW电驱就闹的沸沸扬扬各种猜测，本期笔者就进一步聊聊这款高转速、高功率、高电压电驱是如何构成的。从材料、结构、工艺三个视角来看其各个性能指标。
01.
30511rpm是怎样突破的
提高转速带来的最直接好处就是加速与极速提升，高转速电机可在相同时间内输出更多动力，缩短加速时间也就是加速响应更快。而且高转速允许电机在相同功率下体积更小，可带来驱动系统的小型化以及增加电机功率密度。
其次，高转速也可使电机工况的适配性增强，高转速电机在高速巡航时可降低定子电流频率，减少涡流损耗。配合定转子磁路优化，可使电机在宽转速范围内保持高效。
要解决高转速的问题，首先要解决其带来的离心力、振动等难题。 比亚迪通过采用1000MPa高强度硅钢片、航空铝端板及粘接工艺 ，为高转速提供物理支撑，形成“材料 - 结构 - 转速”的正向循环。
◎ 材料方面，比亚迪的转子冲片采用了1000MPa高强度硅钢片，相较于普通硅钢屈服强度提升了138%，能够有效承受30000rpm带来的巨大离心力。高速运转下转子承受的离心力和交变应力显著增加，因此需要材料具备更高的屈服强度以确保可靠性。
那比亚迪的这个1000MPa是个什么概念！
一般来说屈服强度主要取决于硅钢片的牌号和具体工艺，常见的电工硅钢片 （如35WW系列、50WW系列等） 的屈服强度范围在 180MPa至300MPa之间。 低损耗牌号 （如35WW250、35WW300） 的硅钢片，屈服强度通常在200MPa左右。 高强度转子硅钢的屈服强度通常不低于500MPa ，18000-20000rpm高速电机的转子冲片通常采用屈服强度≥600MPa的无取向硅钢材料。 小米的V8s电机转速在27200rpm，其屈服强度在960MPa。
能把转子硅钢的屈服强度强化到1000MPa，还要兼顾强度与韧性，这需要在强化工艺上做突破。 在无取向硅钢中，材料强化通常通过细晶强化、位错强化、固溶强化和析出强化等机制实现 ，但不同方式对力-磁性能的协同调控存在显著差异。
■细晶强化通过晶界钉扎位错提高强度，但过量细化（如<150µm）会因晶界阻碍磁畴壁迁移导致铁损升高；
■位错强化依赖未再结晶区的高位错密度提升强度，但退火过程中位错密度降低会弱化强化效果，同时位错应力场加剧磁滞损耗；
■固溶强化中Si、Al等置换元素可平衡电阻率与磁各向异性，而间隙型元素（C、N）虽强化效果显著却严重劣化磁感；
■ 析出强化以共格纳米析出相 （如BCC结构Cu相） 为核心，既能通过Orowan机制提升强度，又可减少磁畴钉扎，兼顾高频铁损优化。
然而，实际应用中需权衡强度提升与磁性能损耗，例如3.2%Si硅钢需将晶粒尺寸控制在150µm左右，同时优先选择Cu析出相而非碳氮化物，以实现力、磁性能的折衷优化。
目前国内生产屈服900～1000MPa级别的高强度硅钢片的企业很少，公开的专利倒是有一些，其是 采用“离线淬火+高温回火”工艺，形成含Cu纳米亚稳相弥散析出及Zr和/或Mo碳化物沉淀析出，配合固溶强化，使所生产的钢板具有高强度、优异的低温韧性，但生产成本都比较高。
转子的端板磁路用的是航空铝合金 ，航空铝合金（ 通常指的是7系列的铝合金） 强度比ADC12压铸铝高159%，通过热处理强化，结合拓扑优化设计，可实现轻量化与高刚性的平衡。举个例子如7075-T6航空铝合金的抗拉强度在500-570MPa之间，而ADC12的抗拉强度通常在250-300MPa左右。这样的数据对比能直观展示两者的强度差异。比亚迪电机选择航空铝端板，正是基于其对30000rpm超高离心力的极限承载需求。
◎ 结构方面，比亚迪在转子电磁设计方面采用了新型高强度双U结构。对比传统的双V结构，加强筋的数量由6个增加到9个，这不仅使电机的转子的强度提升了17%，还优化了应力分布，使转子在高速运行时更加平稳可靠。
比亚迪还自主开发了电涡流位置传感器，电涡流传感器在设计上能够较好地适应这种高转速的发展趋势，其信号延迟在4微秒以内，转子位置误差小于10分。比传统旋变位置传感器精度提升了三倍以上。
◎ 工艺方面，比亚迪的转子铁芯采用的粘接工艺，大幅度提升了转子铁芯的轴向刚度。相较于传统的铆接工艺。轴向高度提高了161%，电机的NVH也因此得到了有效改善，振动值减小2DB以上。为了在30000rpm有效固定磁钢，比亚迪还自主开发了专用磁钢固定涂层，使磁钢的固定强度提升2倍，能够将磁钢牢牢地固定在磁钢槽内。
02.
1000V是怎么样构成的
比亚迪的千伏高压平台架构是将动力电池、驱动系统、充配电系统、电动空调等五大系统全部升级至1000V。高压对于电驱而言可使综合效率提升，但是却要重新设计各种技术细节，包括电机绝缘漆膜、功率模块等。
◎功率模块方面，1000V电压平台要求功率模块电压一定要达到1500V为攻克这一难题，比亚迪自主开发了1500V耐压的碳化硅功率模块，采用双面银烧结工艺和高耐温封装技术。功率模块可耐受高达200度的节温。晶圆布局采用了对称结构，杂散电感可降至5nN。
与此同时比亚迪还采用了一体化叠层激光焊接技术，降低了功率回路的电感，确保电控系统的高功率输出。基于整车大数据，比亚迪还开发了极致性能的控制策略。功率模块输出电流高达1000A。使高电压和高电流得到完美结合，使电机的性能得到充分释放。
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安全设计上，比亚迪专项攻关了一款1500V1200A的能量源切断开关，能够在2毫秒内主动切断电机与电控的电气连接，确保30000rpm下安全无忧。同时比亚迪可动态监控20种以上的关键变量，实时掌握安全的每一个细节，做到主动切断，安全可靠。
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绝缘方面，比亚迪的自研绕组漆膜相较于传统漆膜介电常数降低了41%，PDIV局部放电起始电压提升了13%，击穿电压提升了8%，漆膜厚度降低了15%，完全解决了1000V高压平台定子铜线绝缘的技术难题。
从发布会的图片来看，比亚迪用的是聚酰亚胺（PI）材料，PI的介电常数在3.0-3.5（1MHz），拉伸强度100-150MPa，长期使用温度200-300℃，对多数有机溶剂、酸、碱耐受性较好。
580kW是怎么样铸成的
580kW电机相当于一台V12的发动机的性能。但体积只有V12发动机的4分之1。要想提升电机的功率，需要优化多物理场的耦合，在电磁、热、力、控制等多维参数空间中寻找最优解。上述的高压架构确实能也直接影响功率密度，但二者并非简单的线性关系。比亚迪的580kW高功率电驱是通过材料革新、结构优化与高压架构深度融合，构建的一套极致的电驱系统。
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材料方面，比亚迪的磁钢是采用的高矫顽力和高剩磁的稀土永磁材料N50EH高能积分段磁钢，磁性能提升18%。通过磁钢分段技术，切割涡流通路，降低高频涡流损耗44%。另外，通过定转子磁路优化设计，采用转子直极的设计方案，使电机功率提升了7%。
为了进一步提升电机功率，比亚迪还采用了定子饱和磁场设计方案，将峰值工况的磁感应强度从1.9T提升至2.1T，从而将磁钢材料的饱和特性发挥到极致，能使电机功率提升5%。定子铁芯也采用的0.2mm的硅钢片，可显著降低铁损，而且频率越高铁损降低的幅度越大。零跑的盘古油冷电驱，就是用超薄0.20mm硅钢片，深蓝量产的原力超集电驱2.0，也是用的超薄低损定转子硅钢片0.20mm。
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结构方面，比亚迪在定子上做了电磁性能优化，绕组层数、槽数和极数的搭配会影响电机的电磁性能，比如铜耗、功率和噪音。比亚迪是通过AI仿真对比6/8/10/12层绕组方案，发现6级72槽10层绕组短距的设计方案综合性能最佳。
10层绕组方案，对比6层、8层、12层方案总铜耗最低，相比6层绕组方案总铜耗下降了21%。短距绕组设计方案可显著削弱5次、7次谐波，减少高频涡流损耗，使峰值功率提升了11%。并且如果采用整体叠绕的连接方式，还可降低定子组件沿轴向的两端之间的高度，以减少铜线的使用长度，降低成本。6级72槽短距绕组的主磁场设计方案，综合提升了定子磁场的正弦度，使NVH降低了5dB。
上述也有提到其转子采用的是双U拓扑设计，其还有另一个显著优势，就是磁钢的可布置面积更大，数量也更多。单级下磁钢的数量由4个增加至7个。通过优化磁场分布，显著提升了磁钢聚磁的效果，将外部分散的磁场更多的聚集到内部，从而提升了转子磁场强度，最终使电机功率提升了15%。
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除了定子和转子的设计外，比亚迪在定转子之间还采用了超大气隙设计，使得峰值功率在14000rpm的时候就能达到580kW，还能确保在30000rpm时有524kW的高功率输出，保证高速区持续大功率输出。
气隙在电机磁路中属于非磁性材料区域，其磁导率相对于电工钢片来说非常小，也就是说其磁阻非常大。通常，较小的气隙可以减少磁阻，提高效率和功率密度。比亚迪的超大气隙设计本身不直接提升峰值功率，但通过降低机械损耗、优化散热和动态响应，为电磁设计提供冗余空间，可间接支持峰值功率的发挥。
举个例子，气隙增大会导致磁阻增加，需更强的励磁电流来维持磁场强度，会牺牲部分效率。比亚迪是通过采用双U转子拓扑来增加磁钢数量，提升聚磁效率，来抵消气隙增大带来的磁路损失。同时大气隙设计还可以提高电机的过载能力，降低电机的噪音水平。
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为应对高功率下的散热挑战，比亚迪构建了电驱冷媒复合冷却系统。通过外置电控油泵加速油冷循环，并在转子轴内嵌入冷却通道，实现从内到外的立体散热。解决了连续急加速时的过温问题，确保了性能的稳定性和一致性。
结合 0.2mm 超薄硅钢片与定子翅片设计，电机在30000rpm高速运转时仍能将温度控制在 30℃以下。
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此外，要使电机稳定输出，传动设计也至关重要。比亚迪采用了四行星平行轴传动结构，通过多级行星齿轮组的优化布局，在实现10.9大速比的同时，将轮端扭矩提升至5500N・m（较传统两行星结构提升22%），动态差速响应能力提升72%，关键传动部件疲劳寿命提高45%。
为应对齿轮系统在306km/h（转速对应在30000rpm） 极限线速度下的失效风险，应用航空级精密加工工艺将齿面精度提升至4级，齿形误差控制在0.004mm以内，并通过独创的微纹理设计使抗胶合能力增强42%。
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针对轴承在142km/h线速度下的润滑难题，比亚迪开发了多维度喷油控制系统，实现润滑油膜厚度≥12μm、温升≤18℃的精准控制，换热效率较20000rpm工况提升78%。
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在NVH 优化方面构建三维降噪体系，电机采用谐波磁场抑制技术降低特定频段噪声6dB(A)，传动系统通过微米级曲面修形使传递误差减少75%，电控系统应用自适应谐波注入算法实现全频段降噪6dB(A)，最终使总成噪声在30000rpm工况下降低6DBA。通过1000小时强化耐久试验及极端工况验证，系统效率达97.2%，持续运行可靠性超过99.99%。搭载该系统的全新车型实现0-100km/h加速≤3.5s，高速工况噪声控制在72dB(A)以下，综合能耗降低8.3%。
总结.
高电压通过降低电流损耗、提升转速潜力，为高功率输出提供物理基础；而高功率需求又倒逼电压平台升级与器件技术突破。未来电驱系统将沿着 “更高电压→更高功率密度→更优能效” 的螺旋路径发展，同时需在成本、可靠性和用户体验间寻找平衡。
沪公网安备31010702008139