戴正文博士丨广汽研究院非晶项目负责人、高级经理
非晶电机正在从技术展示走向量产现场,广汽一直是最坚定推动非晶电机量产的先行者。
非晶材料的优势很清楚:低铁损。
车用驱动电机进入高效率、高功率密度阶段后,铁损已经成为绕不开的变量。广汽动力总成BU戴正文提到,在CLTC工况下,主流车型电机铁损占总损耗约40%-50%;在120km/h工况中,铁损占比超过52%-60%。要提高工况效率,降低铁损是一条直接路径。
但对于电机应用而言,铁损低只是材料起点。非晶材料饱和磁感低、磁致伸缩大、带材薄、工艺应力敏感,这些都是挑战。电机设计如果继续沿用硅钢思路,低铁损优势可能被铜耗、温升、NVH和制造损耗吃掉。
非晶电机量产的难点,也从这里开始。
因此戴正文这次讲夸克2.0非晶-碳纤维超级电驱,重点落在效率数据背后的工程链路:非晶材料进入车用电机以后,广汽如何把材料、设计、工艺、可靠性和整车收益串起来。
其核心判断很清楚:非晶电机上车,整套电机工程都要重新算。
01.
工况效率不能只看最高效率
广汽夸克电驱的技术路线很清晰:高效率、高功率密度、高速化、高集成。
从夸克1.0到夸克2.0,效率提升很明显。夸克电驱1.0工况效率为90.5%,夸克电驱2.0工况效率达到94.5%。总结页中,夸克电驱2.0电机功率密度达到17.29kW/kg@1000V,电机最高效率突破99%,整车CLTC工况效率93%,整车能耗降低4%,续航提升30-50km。
这些数据很亮眼,但戴正文强调,电驱工况效率是各工况点效率的积分平均值,不等于最高效率的简单相乘。
电机最高效率做到99%,并不等于整车工况效率自然提高。工况点落在哪里,最高效率区覆盖多大,低速、高速、轻载、重载分别由什么损耗主导,都会影响最终结果。
广汽做非晶电机,先从工况损耗拆解入手。铁损占比高,非晶才有发挥空间。非晶的价值也必须回到CLTC、回到整车能耗,而不是停在材料参数或台架最高效率上。
02.
非晶低铁损,也带来新矛盾
非晶材料研究并不新。早在1960年就有快淬非晶合金研究,1979年已有商品化铁基非晶合金,2010年日立金属推出饱和磁感达1.64T的新牌号非晶带材。
但非晶进入新能源汽车驱动电机,是近两年的事。
它的工艺和硅钢不同。硅钢连铸连轧流程约1000米,非晶制造工艺约30米。铁基非晶带材宽度最高300mm,厚度20-30μm。戴正文判断,从材料工艺角度看,非晶理论成本有机会低于硅钢,但现在新能源汽车上规模化应用还少,供应商数量有限,价格下降仍需要时间。
非晶的短板同样明显,就是扭矩损失。
目前量产非晶材料饱和磁感约1.63T到1.64T。广汽正在研发下一代材料,目标做到1.72T到1.75T。当前1.5T到1.63T软磁非晶材料会导致扭矩输出下降约15%,广汽正在开发≥1.7T高磁感非晶带材,以弥补扭矩损失。
低铁损带来的收益的确很大。戴正文提到,在400Hz、0到1.6T常用工况下,非晶相对硅钢的铁损降低接近50%以上。频率从50Hz提升到600Hz时,非晶铁芯损耗下降更明显。
但铁损降下来以后,电机损耗结构会变。
原来一些区域由铁损主导,换成非晶以后,铜耗在更多区域成为大头。高扭矩区又因为非晶饱和磁感低,相同扭矩需要更大电流,铜耗可能上升。
戴正文讲得很直接:有些方案即使用了非晶材料,效率也可能不如原来,原因就在电机设计没有匹配新的损耗结构。
非晶电机要做成,工程师还要重新分配铜耗、铁损、PWM损耗和机械损耗,把材料收益转成工况效率。
03.
高速有优势,高扭区要补冷却
非晶电机在高速工况下更容易体现价值。
高速工况铁损占比高,非晶降损后,总体损耗下降,温升相对硅钢更有优势。高扭矩区则不同。非晶磁感低,相同扭矩下电流更高,铜耗上升;非晶导热系数低,高扭区温升会变差。
这带来一个很现实的问题:非晶材料降低铁损以后,热管理不能沿用原来的边界。
广汽的做法是油路冷却适配。埃安基于非晶电机温升恶化,采用无挡油环喷油冷却系统,通过取消挡油环改善温升。
这不是一个孤立的小设计。
非晶上车后,热管理要跟着材料变。高速区要利用铁损下降带来的持续能力提升,高扭区要用油冷把铜耗和导热短板压住。材料、电磁设计和冷却系统必须一起工作。
04.
效率、扭矩、成本、NVH要一起平衡
非晶电机的另一个难点是NVH。
非晶材料比硅钢磁致伸缩大5倍以上,会引发噪声恶化。非晶带材薄,铁芯刚度下降,模态比普通硅钢下降1000Hz以上,共振点可能提前进入工程关注区。
效率越往上做,NVH风险越明显。
数据显示,效率96.4%,NVH 85dB;效率97.2%之后,NVH 90dB;方案效率97.7%后,NVH 103dB。
效率提高了,噪声也被拉高。
这就是非晶电机的工程现实。峰值扭矩、电机效率、成本和NVH之间没有单向最优。
广汽基于全智能GAs算法对电机参数进行迭代寻优,在效率和噪声之间找平衡。最终实现非晶电机效率提升0.8%、噪声下降5dB。
这个结果说明,非晶电机不能靠单点材料性能取胜。
电磁力优化、定转子开槽、结构刚度、算法寻优、成本边界,都要一起进入设计。少算一项,材料优势就可能变成整机风险。
05.
工艺会把材料优势吃回去
戴正文反复强调一个细节:铁损不能只看材料出厂值。
非晶材料对应力敏感。冲片、焊接、点胶、扣点、绕组安装、机壳过盈、定子退火,每一步工艺都会影响最终损耗。
过程影响中,冲片成型约+20%,铁芯成型约+20%,绕组安装约+5%,铁芯装配约+30%。
材料供应商给出的低损耗,只是起点。电机厂把材料做成铁芯、装进机壳、完成绕组和总成装配以后,损耗还会被工艺重新改写。
非晶带材很薄,量产难度大,叠压系数提升困难。广汽提出多层复合技术,把单层非晶带材五层或六层复合后,再冲压、粘接成铁芯。
广汽将其称为“星轨叠层非晶复合带材技术”。广汽埃安全球首发量产非晶铁芯加工专利技术,实现了非晶叠压制作和规模化生产。
这一步很关键。
没有铁芯量产工艺,非晶材料就只能停留在样件和小批量验证。只有把叠层、冲压、粘接、装配和损耗控制做成稳定工艺,非晶电机才有量产基础。
06.
可靠性要跑完整车验证
非晶电机能不能上车,可靠性绕不开。
广汽建立了从零件、总成到整车的验证体系,包括整车10万公里耐久、冬标夏测等。戴正文提到,非晶电驱内部完成了10万公里验证,全程没有问题。耐久前后,电磁性能和NVH差异不大。
这次列举了具体的数据,耐久后电机峰值扭矩变化±1%,峰值功率变化±1%,都在目标线范围内;主要阶次噪声24/48未有明显变化;车内噪声未有明显异常,属于接受范围。
这说明广汽已经把非晶电机推进到整车可靠性验证阶段。
但戴正文也保留了工程上的谨慎。他提到,10万公里后部分阶次会有一定恶化,但幅度在可接受范围内。根源还是电机原始设计有没有针对非晶材料做优化。设计余量不足,车内噪声就可能暴露出来。
非晶电机的可靠性不只由材料决定。电磁设计、NVH设计、热管理、装配工艺和评价体系都会影响结果。每家企业要做自己的验证,不能直接照搬别人的结论。
07.
算整车账,才算得清非晶价值
非晶材料成本会增加。戴正文也直面这个问题。
非晶电驱上车后,客户愿不愿意买单,关键要算整车账。
站在N60这款车型上看,工况效率提升以后,电耗下降,续航提升。在相同续航目标下,电池电量可以下降。非晶电驱增加的成本,可以和电池成本下降做抵消。
电驱效率提升1%工况效率,可贡献0.3kWh/100km,CLTC整车续航提升约15公里;车型竞争力提升,续航提升30-50km,动力性提升0.3s。
这就是非晶电驱的商业逻辑。
它要降低整车能耗,改善续航表现,帮助电池成本做平衡。非晶电机的价值最终不在台架上,而在整车性能和成本结构里。
08.
非晶电机量产,需要更多人加入
广汽已经做出了一个示范。
夸克电驱2.0采用高饱和磁感非晶材料专利配方技术、新型多层复合非晶带材一体加工技术、T800级碳纤维湿法缠绕技术、SiC嵌入式模块封装技术,把非晶-碳纤维材料应用到新能源汽车动力总成。广汽夸克电驱2.0拥有核心专利112项,并获得2025动力系统领域唯一“全球新能源汽车创新技术奖”。
但示范不等于产业成熟。
戴正文在最后讲得很实在:广汽目前更多是做一个示范。非晶材料要继续往前走,需要更多同行把相同的事情做出来,把规模推上去。他提到,可能做到三四十万台规模,才足以推动这个事情进一步发展。
非晶电机量产,需要更多人加入。需要材料企业把高磁感、低损耗、低成本和一致性继续做上去;需要电机企业把损耗分配、热管理、NVH和工艺应力重新设计;需要主机厂把整车验证、成本收益和车型应用跑通;也需要更多车型把规模做起来,让供应链愿意投入。
非晶不是一条靠单点突破就能走通的路线。
它需要产业链一起把样件变成产品,把产品变成规模,把规模变成成本下降和性能迭代。
广汽已经把第一段路跑出来了。
接下来,非晶电机能走多远,要看有多少人愿意继续往前推。



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