當(dāng)特斯拉遇到“夸克電驅(qū)”

張靜

相比埃安“夸克電驅(qū)”實(shí)打?qū)嵉匕l(fā)布并應(yīng)用，特斯拉同時(shí)發(fā)布的下一代電驅(qū)平臺(tái)被質(zhì)疑在“畫大餅”。到底是誰(shuí)在“夸父逐日”？

2023年3月2日，特斯拉在“投資者日”活動(dòng)中正式揭曉其“秘密宏圖”第三篇章——全面轉(zhuǎn)向可持續(xù)能源，目標(biāo)在2050年前實(shí)現(xiàn)能源100%可持續(xù)。其中，還透露了特斯拉下一代自研電驅(qū)的相關(guān)信息，如下一款永磁電動(dòng)機(jī)將不使用任何稀土材料，以及減少75%的碳化硅使用等。

簡(jiǎn)言之，特斯拉下一代電驅(qū)平臺(tái)主要是通過(guò)減少碳化硅等材料使用，來(lái)實(shí)現(xiàn)成本的進(jìn)一步降低。據(jù)悉，其下一代電驅(qū)平臺(tái)將減少25%的稀有金屬使用，從而實(shí)現(xiàn)減重20%，體積縮小75%，成本節(jié)省1?000美元。

緊接著第2天，一向在技術(shù)上和特斯拉對(duì)標(biāo)的埃安，也發(fā)布了全新一代高性能集成電驅(qū)技術(shù)群——夸克電驅(qū)。有意思的是，埃安用目前人類物理學(xué)上發(fā)現(xiàn)的最小粒子“夸克”來(lái)命名其最新電驅(qū)技術(shù)，有何深意呢？

據(jù)悉，“夸克電驅(qū)”電機(jī)功率密度高達(dá)12kW/kg，相比行業(yè)6kW/kg提升了1倍，真可謂是用“巴掌大”的電機(jī)就能帶來(lái)超V8發(fā)動(dòng)機(jī)的超大功率，足見(jiàn)其功率水平有多牛。據(jù)業(yè)內(nèi)人士表示，能夠?qū)崿F(xiàn)此技術(shù)突破，不亞于芯片行業(yè)一下子從“28納米”時(shí)代快進(jìn)到“3納米”時(shí)代。

那么，特斯拉的下一代電驅(qū)和埃安的“夸克電驅(qū)”主要有哪些不同？總體來(lái)看，前者是追求極致的成本控制，后者是追求極致的性能超越，是兩套不同的技術(shù)邏輯和發(fā)展路線。只是，特斯拉對(duì)于如何達(dá)成這一技術(shù)目標(biāo)，并沒(méi)有透露過(guò)多細(xì)節(jié)，以至于被外界質(zhì)疑在“畫大餅”，就像“夸父追日”般，看問(wèn)題、做事情脫離實(shí)際，而埃安的“夸克電驅(qū)”則已實(shí)打?qū)嵉匕l(fā)布并應(yīng)用了。

世界題被中國(guó)公司破解

就像內(nèi)燃機(jī)汽車時(shí)代，車企都在追求體積更小、功率更高的發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，到了新能源汽車時(shí)代，對(duì)于這種體積更小、功率更高的追求自然落到了電驅(qū)上。而電驅(qū)系統(tǒng)作為新能源汽車時(shí)代的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，重要性不言而喻，其成本大約占到新能源汽車的10%。

而電機(jī)技術(shù)的發(fā)展史，其實(shí)就是一段不斷追求極致功率密度的歷史。以特斯拉為例，旗下首款車型Roadster為了實(shí)現(xiàn)更高功率密度，最初設(shè)計(jì)采用兩擋變速器，但因種種技術(shù)問(wèn)題，最終無(wú)法量產(chǎn)，功率密度也沒(méi)能提升。

事實(shí)上，電機(jī)功率密度的突破一直以來(lái)都是世界級(jí)的難題，主要存在兩方面的困難：一是要在體積不變的情況下，實(shí)現(xiàn)更大的功率輸出，雖可通過(guò)提升電壓的方式提升功率，但每提升1V電壓，就要涉及一整個(gè)材料、工藝、軟件、封裝及安全的系統(tǒng)級(jí)龐大工程；二是要避免高功率輸出損耗。

近十年來(lái)，伴隨新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，電機(jī)功率密度已經(jīng)從2kW/kg提升到6kW/kg了，而像埃安“夸克電驅(qū)”這種能讓電機(jī)功率密度跨越式提升至12kW/kg的還是第一個(gè)，這對(duì)于全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，都具有重大意義。

更為重要的是，實(shí)現(xiàn)這一世界級(jí)技術(shù)突破的企業(yè)并非來(lái)自美國(guó)的特斯拉，而是來(lái)自中國(guó)的“后起之秀”埃安。橫空出世的“夸克電驅(qū)”，不僅在我國(guó)電驅(qū)技術(shù)研發(fā)史上樹(shù)立了全新里程碑，更是中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)騰飛的一個(gè)典型縮影。

或?qū)⒏膶懻麄€(gè)社會(huì)運(yùn)行方式

與特斯拉宏大敘事的下一代電驅(qū)不同，“夸克電驅(qū)”是真實(shí)發(fā)生地讓科幻照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，體現(xiàn)了埃安對(duì)技術(shù)腳踏實(shí)地投入。

實(shí)際上，在新能源汽車技術(shù)上，埃安早已實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)超越。不僅自研了彈匣電池、超倍速電池和海綿硅電池3大原創(chuàng)電池技術(shù)，還推出了“AEP3.0平臺(tái)”與“星靈架構(gòu)”等Hyper?Tec全新一代高端技術(shù)，一舉解決了新能源汽車安全、補(bǔ)能和續(xù)航3大行業(yè)痛點(diǎn)難題。

而此次“夸克電驅(qū)”的發(fā)布，更離不開(kāi)埃安電驅(qū)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的深耕細(xì)磨。圍繞高功率密度與低發(fā)熱損耗兩個(gè)核心點(diǎn)，埃安積累了納米晶-非晶超效率電機(jī)、X-PIN扁線繞組、900?V高效碳化硅、E-drive軟件和無(wú)動(dòng)力中斷電子換擋等一系列創(chuàng)新技術(shù)。

其中，最核心的三大前瞻技術(shù)分別是全球首個(gè)“納米晶-非晶”超效率電機(jī)、行業(yè)首創(chuàng)X-PIN扁線繞組以及全球最高900V碳化硅功率模塊。

相較于傳統(tǒng)鐵基硅鋼材料冶煉工藝，埃安設(shè)計(jì)的“納米晶-非晶”合金材料，冷卻速度高達(dá)100萬(wàn)℃/s，比鐵基硅鋼材料快1?000倍，鐵損系數(shù)也遠(yuǎn)低于鐵基硅鋼等電工鋼；利用這一合金材料制作的電機(jī)鐵芯，可降低電機(jī)50%的鐵芯損耗，從而使電機(jī)工況效率提升至97.5%，電機(jī)最高效率達(dá)98.5%。

另外，埃安行業(yè)的首創(chuàng)X-PIN扁線繞組融合了自主專利的X-PIN扁線定子技術(shù)與碳纖維高速轉(zhuǎn)子技術(shù)，在縮小25%體積的情況下，電驅(qū)功率提升30%以上；同時(shí)，埃安X-PIN碳纖維高速電機(jī)技術(shù)還具有3項(xiàng)獨(dú)有平臺(tái)繞線方案的國(guó)家專利，可實(shí)現(xiàn)70-320?kW功率范圍及220-450?Nm扭矩范圍多平臺(tái)兼容。正是基于這些電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，埃安未來(lái)車型將呈現(xiàn)小型化、輕量化及出行形態(tài)多樣化的特點(diǎn)。

此外，埃安還深度介入SiC產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，自研封裝設(shè)計(jì)，從芯片布局、均流一致性、縮小芯片開(kāi)關(guān)延時(shí)和疊層功率回路設(shè)計(jì)4個(gè)方向進(jìn)行突破，最終使SiC模塊回路雜感降低50%以上、熱阻降低約25%、芯片通流能力提升10%以上及功率循環(huán)壽命提升約100%。

而上述這些技術(shù)均能助力“夸克電驅(qū)”實(shí)現(xiàn)最高滿功率工作電壓900?V，峰值功率高達(dá)320?kW以上，最高效率超99.8%，位居行業(yè)頂尖水平。不僅如此，“夸克電驅(qū)”還賦予埃安Hyper?SSR和Hyper?GT車型極致性能體驗(yàn)，Hyper?SSR可實(shí)現(xiàn)全球最快多電機(jī)1.9?s百公里加速，Hyper?GT可實(shí)現(xiàn)全球最快單電機(jī)4.9?s百公里加速。

當(dāng)然，“夸克電驅(qū)”不僅局限于汽車，還能應(yīng)用在很多前瞻領(lǐng)域，解鎖更多未來(lái)智能生活場(chǎng)景，如智能機(jī)器人、機(jī)械外骨骼、醫(yī)療及航空航天等多個(gè)高精領(lǐng)域，由此產(chǎn)生的連鎖反應(yīng)，甚至有可能改寫整個(gè)社會(huì)的運(yùn)行方式。