自粘接鐵芯

自粘結電機鐵芯具有提高電機高功率密度、降低振動、減少噪音、降低溫升、增加定轉子鐵芯強度、精度高、清潔度高、設計靈活、高效節能等優點。

自粘接鐵芯50年前就發明了，早期核心技術被國外壟斷，廣泛應用于航海探測、航空、軌道交通、軍事航天、精密機床電主軸、高速電機等領域。最近幾年，隨著新能源汽車行業的快速發展，歐洲、美國、日本等國家開始應用在驅動電機上。國內目前也已有較多企業在用自粘接鐵芯打樣進行驗證了，相信很快就有批量應用。

黑田的點膠技術路

02#

無稀土電機

2023年的3月2日，特斯拉動力系統和能源工程高級副總裁德魯·巴格里諾（Drew Baglino）在公司投資者日活動上表示，新能源汽車大規模推廣需要更便宜的價格，特斯拉的下一代永磁電機將完全不使用稀土材料，以降低電子設備的復雜性和成本。

所謂稀土，雖然有個土字，但其實是指特定種類的稀有金屬，一共有鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、钷（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）、釔（Y）和鈧（Sc）等17種。我們目前永磁電機上，以稀土永磁體---釹鐵硼磁鋼為主。

資料顯示，2017年~2022年，特斯拉已采取了通過優化設計提高效率來減少對稀土依賴的策略，旗下全新Model 3驅動模塊的稀土用量已減少了25%，當前特斯拉汽車電動機中使用的稀土元素主要有鏑、鋱、釹三種，其含量分別為10g、10g、500g。特斯拉計劃，未來將三種稀土元素的用量都降至0g。

替換稀土永磁材料路線方面，鐵氧體與鋁鎳鈷等常見磁性材料對比釹鐵硼性能仍較弱。釤鈷材料在性能上與釹鐵硼差異較小，但釤鈷仍屬于稀土永磁材料，不符合 0 稀土的替代需求。硬磁材料之中氮化鐵(α“-Fe16N2)在理論性能上具備替代釹鐵硼的可能性，但是距離能量產，應該還較遠。

去稀土化的幾個典型代表產品：

馬勒高效無磁電機

寶馬第五代電驅-電勵磁電機

法雷奧高壓無稀土電機-電勵磁同步電機

采埃孚-感應式無磁同步電機 AEM公司-無磁鋼30000rpm電機 2023年必定是去稀土化技術發展路線的重要一年。未來我們或許可以看到更多優秀的產品，或者鐵氮永磁體的真正商業化應用。

03#

電機高速化

新能源乘用車驅動電機的轉速，我們親身經歷過從6000~7000rpm到9000、再進步到12000、接著干到了15000，后續又有優秀企業干到了18000~19000rpm。而今年，各大主機廠紛紛突破20000rpm，越來越高，尤其是在最近的這段時間，更是達到巔峰。 2023年之前，量產車最高轉速電機頭銜屬于特斯拉Model S Plaid，接近20000rpm。

進入到2023年之后，不好意思，不斷被國產品牌超越了。 首先是1月5日，比亞迪仰望發布，易四方電驅平臺橫空出世。電機最高轉速也達到了20500rpm。

緊接著埃安夸克電驅、東風馬赫E電驅推出。

隨后在4月份的上海車展，一大批新能源汽車及創新的電驅系統粉墨登場，各種黑科技、新技術，激動了全世界汽車行業。

紅旗E001 22000rpm 4月18日上海車展發布

博格華納25000rpm 4月18日上海車展發布

匯川20000rpm 4月18日上海車展發布

哪吒汽車浩智電驅20000rpm 8月21日公布

星驅助力路特斯＞20000rpm 9月4-8亮相IAA

智己LS6 21000rpm10月12日上市 2023年最后一個多月，熱鬧了。先出場的是余承東，在11月9日智界S7預售發布會上，隆重介紹了全新一代DriveONE 800V高壓碳化硅黃金動力平臺，行業量產車的最高電機轉速22000rpm。而且余承東還特意強調，還有3000rpm預留著、未解鎖，也就是已經做出來了25000rpm的電機。

隨后蔚來汽車的李斌，在ET9發布會上也介紹了最新的電驅系統，轉速超過20000rpm，而且這款電機還有925V以及連續波繞兩個特點，在后續繼續深入介紹。

蔚來ET9 20000rpm 12月23日發布 最后，12月28日14:00，小米汽車技術發布會、準時開始，雷軍首先介紹的就是小米的超級電機。前兩款（V6和V6S）電機轉速21000rpm，也非常不錯了。但是雷布斯不甘心被截胡呀，所以緊接著公布了小米的第三款電機V8S，電機轉速達到了驚人的27200rpm。

然而，驚喜還沒有結束，雷軍繼續放了個炸彈，在小米實驗室、還已經成功預研了更高轉速的電機，那就是：

電機高速化，但是要高到什么程度？27200轉是不是完全沒必要？35000轉是不是根本就無用武之地？我整理了幾位大咖的觀點。

小鵬電驅總監齊總：站在整車的角度，太高的轉速沒有實際意義，電機不需要超過2萬轉的轉速。當速比變得特別大的時候，比如從9.6變到10.6的時候，CLTC效率能降低接近0.3%，高速效率能降低1%，這在整車廠是不能夠接受的。

龐總觀點：現在電驅的難點不是開發，難在怎么用好。應用端怎么發揮產品的最大效能，這個才更有探討的價值。

劉博后的觀點：8000轉是及格，10000轉是良好，15000轉是優秀，20000轉是藝高人大大，100000萬轉是愣頭青。

04#

碳纖維轉子

先上圖、溫故下特斯拉的碳纖維轉子，并扣下主題。

看過小米汽車技術發布會的朋友，應該都知道，確保高轉速下的轉子結構強度，不僅僅只是有碳纖維纏繞的方案，還有小米提到的超高強度硅鋼材料方案。

在小米發布會之前，我的微信群里面曾討論過：是否＞20000rpm的電機轉子都需要優先用碳纖維纏繞？蜂巢仿真專家劉天師的觀點如下：

離心力大小不僅僅是看轉速，還要看轉子直徑。

磁橋設計也要考慮。

以轉子外圈線速度為基準來考慮；線速度150m/s或以下，采用普通硅鋼材料即可；線速度在170m/s左右，要用高強度硅鋼片；線速度到180m/s或以上，要么用高強度硅鋼片、要么用碳纖維方案。

AVL那個30000rpm的電機、轉子外圈線速度才155m/s ，其實用一般的硅鋼片就能搞定；而紅旗34000rpm的電機、是碳纖維超速試驗。

提到纏繞碳纖維，其實也有很多朋友會說、這種工藝和伺服電機領域轉子纏凱夫拉線/無緯帶的方式極其相似。但實際上技術要求差異還是挺大的。

為什么碳纖維包裹轉子、能改善強度，碳纖維的特性是什么，干式纏繞濕式纏繞的工藝路線有哪些差異...我們這里就不介紹了，大家可以在網上查到很多資料。我們接著往下說一說國內新能源汽車、驅動電機轉子和碳纖維的故事。國內其實最早用上碳纖維的，應該是珠海英搏爾。不過英搏爾采用的是碳纖維護套的工藝，類似下圖。

特斯拉Model S Plaid中出現的碳纖維纏繞，從網上找了下資料，設備原理大概是這樣的： 特斯拉的鯰魚效應，真實、迅速、有效。這兩年我們很多主機廠、tier1企業都有在做相關調研和試驗。而到了2023年，已是百花齊放、百花爭艷了。在我們上期的高轉速電機盤點當中、有＞20000rpm電驅的企業，實際上都有碳纖維轉子。

一汽紅旗 碳纖維轉子 大概兩年前，有一位朋友就跟我聊起過碳纖維轉子，也給我建議過、可以花點心思去研究，最好能做這個碳纖維纏繞設備。劇透一下：目前這位朋友就在小米，我相信小米的巔峰轉速電機，一定有他的貢獻。我確實動了心思，當時也搜尋了很多資源，比如就找到了德國ROTH。 我還和蘇鵬、墨森等都詳細交流過。這兩家當時都已經在開始給客戶做打樣了。溝通中發現，現階段給客戶打樣，做樣機，那是完全沒問題的。但是如果想要批量制作，其實是比較有難度的，不僅僅在于纏繞設備的節拍、纏繞的質量，還包括固化的效率。按照當時給我的反饋，需要幾十個小時的固化時間，根本實現不了大批量量產。 另外我也找了好多做電機研發的朋友進行溝通，大部分人的觀點還是認為碳纖維纏繞只是非常非常小的市場。即使2023年是2萬轉的元年，后續會有越來越多車型裝載高轉速電機，但也難以在2024年、讓碳纖維電機數量超過30萬臺。 所以，最終還是因為時間精力和財力有限，放棄了繼續研發這個設備。目前除了各大主機廠之外，還有兩家專業做碳纖維轉子的企業，分別是山東博源精密機械有限公司（天蔚藍電驅動科技）、嘉興墨森動力科技有限公司（產品和介紹見下圖）。

按照我之前匯總的信息，碳纖維纏繞的大批量量產，局限于工藝和設備，難度非常大。但是在12月28日小米汽車技術發布會上，我看到了一個新工藝名詞：激光原位固化技術。

小米的這個激光原位固化技術，如果是從碳纖維浸漆膠和固化手段上進行了創新、能在保證預緊力等要求下、大大節約了固化時間，那這項技術，必須要點贊！