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浩思动力郭灵聪:非晶电机量产,卡在从带材到铁芯

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郭灵聪丨浩思动力子业务集团- 极光湾科技前瞻技术研究专家

电机转速继续上探,铁损正在成为绕不开的问题。

行业一直在减薄硅钢片。0.2mm材料已经上车,更薄规格也在开发。但材料越薄,冲压、叠片和装配越难,制造成本随之增加。

非晶材料由此进入驱动电机的技术视野。它的带材厚度约20μm,高电阻率能够压低涡流损耗,在高频工况下优势明显。围绕非晶电机的讨论,也开始从材料性能转向工程应用。

2026年6月23日-24日,由巨力自动化&敖轩科技总冠名,电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟、中国电工技术学会电动车辆专委会主办,NE时代承办,中车电驱、中车时代半导体和上海电驱动为战略合作单位,英搏尔和钧联电子为生态合作单位的“2026第六届全球xEV驱动系统技术暨产业大会”在上海松江圆满召开。

在xEV论坛演讲中,浩思动力子业务集团、极光湾科技前瞻技术研究专家郭灵聪给出了一组判断:以六极电机为例,当转速达到20000rpm,铁损占电机总损耗的比例可能超过50%。高速化带来的高频效应,正在削弱传统硅钢片方案的效率空间。

浩思动力由吉利、雷诺和沙特阿美共同持股,整合了原吉利动力、沃尔沃动力与雷诺动力业务,动力技术积累超过125年。按照公司披露的2027年展望,其年营收将达到150亿欧元,全球员工约19000人,动力总成年销量超过800万台,并拥有18个制造基地和5个研发中心。这一产业基础,也是浩思动力推进非晶电机工程验证的底盘。

郭灵聪带来的案例,重点回答了两个问题:非晶材料装进电机后的收益、以及这项技术距离量产还差什么。

01.

非晶低铁损,也有明确代价

非晶带材采用平面流铸带工艺。熔融金属经过急速冷却后一次成型,工艺流程短。数据显示,该工艺比普通钢铁制造流程节能80%。郭灵聪认为,从制造原理看,非晶材料具备较大的降本潜力。

在材料中,带材宽度已能覆盖驱动电机需求。当前非晶带材最宽可达240mm,可以满足约220mm的驱动电机铁芯尺寸。宽度问题已有解决方案,量产压力主要集中在后续铁芯加工。

这项潜力目前仍停留在方向层面。非晶材料要进入驱动电机,还要面对三项工程约束。

◎第一项是叠压系数。非晶带材很薄,层间绝缘和粘接会降低有效铁芯占比,直接影响电机出力。

◎第二项是饱和磁密。非晶材料的饱和磁密低于硅钢片,同等体积下,峰值扭矩容易受到限制。

◎第三项是硬度。非晶材料的硬度接近硅钢片的5倍,传统冲压设备、模具寿命和切边质量都要接受新的考验。

低铁损解决了高频效率问题,材料特性又把压力传导到扭矩设计和铁芯制造。非晶电机需要一套匹配材料特性的工程方案,直接替换硅钢片很难释放完整收益。

02.

高速区的价值更突出

郭灵聪团队以浩思第二代PHEV混动系统为载体,选用一台48槽8极内置式永磁同步电机,将非晶方案与0.27mm硅钢片方案进行对比。验证覆盖铁芯、电机和整车三个层级。

外特性结果先暴露了非晶材料的短板。优化后的非晶电机最大输出扭矩为307.5N·m,受叠压系数下降影响,峰值扭矩较原型机降低约10%。峰值功率保持不变。

转速越过外特性拐点后,结果发生变化。相同转速下,非晶电机的扭矩和功率均超过硅钢片方案。高频低损耗特性开始发挥作用,高速区成为非晶电机更有价值的运行区域。

这一结果限定了非晶材料的适用边界。它在高速、轻载和高频工况下更容易形成收益。整车工况、电机工作点分布和控制策略,都会影响最终结果。

NVH结果更复杂。非晶方案与硅钢片方案的24阶转矩波动差异不大;48阶转矩波动在低速段略差,进入高速段后有所改善。综合各转速区间,非晶电机的总体转矩波动略好。仿真结果还显示,非晶定子的呼吸模态位于4573Hz,对应0_0阶模态。

低速段的差异来自齿谐波。此时涡流损耗占比较低,非晶材料的高频低损耗特性难以抑制齿谐波。郭灵聪团队认为,总体NVH已经达到实际应用要求,但电磁与结构团队仍需处理低速48阶波动和模态匹配。

03.

从铁芯到整车,收益能传递下去

非晶材料用于驱动电机,最怕收益停留在材料样片上。郭灵聪团队把验证向后推进了三层。

◎铁芯层面,团队使用变频磁性测试装置,对非晶铁芯和硅钢片铁芯开展40Hz至1500Hz磁性能测试。在1T、1000Hz条件下,非晶铁芯损耗降低约42%;覆盖整个测试频段后,平均降幅超过50%。

◎电机层面,额定工作电压为340V时,非晶电机峰值效率达到98.3%。在100N·m以内、1500至11000rpm区间,电机平均效率提升1%以上,高效区间同步扩大。

◎整车层面,团队在整车环境仓内开展测试,采用同一台混动箱、同一辆测试车和同一套标定策略,只更换电机方案。

非晶电机两次WLTC百公里电耗测试值分别为169.39Wh/km和171.42Wh/km,平均值为170.41Wh/km;硅钢片电机分别为171.83Wh/km和172.58Wh/km,平均值为172.20Wh/km。非晶方案降低1.80Wh/km,降幅为1.04%。

这组数据建立了一条清晰的传递链:铁芯损耗下降,带动电机效率提升,最终反映为整车电耗下降。

1.04%来自特定PHEV平台和测试条件,不能直接套用到其他车型。它至少证明,非晶材料带来的效率收益可以穿过电机系统,抵达整车端。对主机厂而言,只有走到这一层,材料创新才具备明确的产品价值。

04.

量产难点集中在铁芯

非晶带材能够制造出来,距离非晶电机量产仍有一道工序鸿沟。

样机阶段可以使用线切割,速度慢、成本高,适合少量验证。批量生产需要高速冲裁,并且要稳定控制尺寸精度、毛刺、层间绝缘、叠压质量和铁芯损耗。非晶材料薄且硬,现有硅钢片加工体系很难直接照搬。

郭灵聪提到,产业链当前较有希望的路线,是先将多层非晶带材叠合粘接,形成具备一定结构强度的复合材料,再进行冲压。上游企业已经储备相关冲压技术,并开发出非晶电机定子加工设备。产业化尚未完成,但设备和工艺已经具备继续放大的基础。

进入量产后,企业还要回答一组更具体的问题:模具能够稳定运行多久,冲裁后的材料损耗会增加多少,粘接与叠压能否满足节拍,铁芯良率能否支撑成本目标。

这些问题决定非晶电机能否形成规模。平面流铸带流程较短,说明材料端存在降本空间;铁芯加工尚未跑通大规模制造,当前成本就很难充分下降。

05.

“东风”来自产业链

郭灵聪用“万事俱备,只欠东风”概括非晶电机的现状。

铁损下降50%以上、峰值效率达到98.3%、轻载效率提升1%以上、整车电耗降低1.04%,这些结果已经把技术价值讲清楚。峰值扭矩下降、低速NVH和加工难度,也把工程代价摆在台面上。

接下来,产业化进度将更多取决于制造能力。材料企业要提高带材一致性,设备与铁芯企业要走通层叠、粘接和高速冲裁,电机企业则要围绕非晶材料重新设计电磁、结构与热管理方案。

从带材到铁芯,看起来只隔着一道加工工序,背后却是一套新制造体系。谁先把这套体系做稳定、做快、做便宜,谁才能把非晶材料的低铁损优势转化为量产竞争力。

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