扁线电机应用情况

从长期来看,小型化、高速化将是新能源汽车电机的主要发展趋势,而小型化必然要求电机功率密度有大幅度提升,从技术要求来看,“十三五规划”提出新能源汽车驱动电机的峰值功率密度要达到4kW/kg,而目前这一数据仅达到3.2-3.3kW/kg。

比如,2007年,雪佛兰沃蓝达就搭载了雷米(已被博格华纳收购)提供的扁线电机;日产、丰田等车企也都应用过该技术(丰田第四代普锐斯的扁线电机来自日本电装)。

回顾扁线电机的发展历程,在国外雪佛兰Volt与丰田第四代Pruis早已经开始应用扁线电机,而国内这方面的研究虽然起步较晚,但近期,特斯拉、上汽新能源、极氪、比亚迪等新能源车企都加快了将圆线电机替换成扁线电机的步伐。

既然相比传统圆线电机,扁线电机在效率、性能、散热等方面具备明显优势,那为什么之前没有被广泛应用?

首先,在前两年对于新能源整车来说电池提升的重要性和可提升性都要高于驱动电机。

而扁线绕组制造过程非常复杂,需要先将导线制作成发卡的形状,然后通过自动化设备插入到定子铁芯槽内,然后进行端部扭头和焊接,相对圆线电机,扁线电机无法进行手工制造。

想批量化高效率生产,必须要建立自动化产线,产线和设备投入较大,且量产后还需对良品率进行控制。所以在市场、技术层面都不利于扁线电机的实际应用。

过去因为各项技术不成熟导致产品不良率高,所以扁线电机无法大量应用,但是这些年电机企业并没有停下研发的脚步。

华域电动、艺达电驱动、方正电机等企业都在扁线技术上进行着持续性的投入,近年扁线绕组技术也由2层、4层升级为最新的8层扁线绕组技术。

因为随着电动车动力需求的增加,电机的转速越来越高,通过绕组的交流电的频率也越来越高。这里的交流电有着明显的“趋肤效应(skin effect)”,导致中间的面积被浪费,周围的电流很大,发热明显,效率降低。

而采用了8层扁线绕组技术的电机,导线面积更大,所以电阻和能量损耗都得以降低,电机效率提高。

以上汽新能源ER6车型为例,这台电机的最高效率达到了97%,并且在大部分工况下都能达到90%以上的效率。它的最高转速达到了15000rpm,新车0-100公里/时加速仅需7.8秒,极速达185公里/时。

对比4层发卡绕组电机,8层扁线绕组电机效率≥90%的区间从83%提升到了88%,增加了整整5%。

此外,通过仿真软件测算的效率MAP数据显示,同一款ER6车型分别采用8层发卡电机和4层发卡电机时,搭载8层发卡电机的车型NEDC工况的平均电耗从13.8千瓦时/百公里下降到12.2千瓦时/百公里,降幅超过11.5%,切实提升车辆续航里程。

特斯拉国产电机采用了扁线技术,相比圆线电机, 扁线电机满槽率和功率密度得到提升,效率更高, 散热、 HNV、轻量化等性能更优。

Model 3 后电机最大功率从 202kW 提升至 220kW,最大扭矩从 404Nm 提升至 440Nm;Model Y后电机最大功率从 180kW 提升至 220kW, 最大扭矩从 326Nm 提升至440Nm。

这已经不是简单地工作效率或者动力的提升,如今扁线电机的技术性能提升已经使得车企能在空间布局上有更多的选择,在提升性能或是续航上可以有更多可观的变化。

以目前的替换速度,相信2025年扁线电机的渗透率将达到90%。除雷米、电装、日立等国外供应商外,国内有稳定出货量的供应商主要有华域电动、松正电机,以及即将投产的方正电机。

目前,扁线电机在效率、功率密度、散热能力、体积重量等方面已具有显著的优势,未来随着技术工艺的进一步成熟,扁线电机的生产成本将低于传统圆线电机。

从目前实车的应用情况上看,扁铜线电机比传统圆铜线电机有更高的持续功率,机械性能上表现出更强的鲁棒性;在低速大扭矩的应用环境下,扁线方案可以使电机做得更轻、更小,能量密度更高,这都符合行业的发展趋势。

但仅仅依靠在降低交流电阻的技术方向上继续寻求突破,导体的材料特性摆在那里,仅改变物理状态的这条路已经很窄了,潜力有限。

“电机高速化”是目前各大汽车公司贯彻最为彻底的技术路线之一,是提高电驱能量密度,降低材料成本最为行之有效的方案之一。

以此推想,如何在提高扁线电机转速的同时,降低集肤效应损耗,以达到一个应用环境需求的性能及制造成本的平衡,是关系着扁铜线电机能否走得更远、走得更好的关键所在。

除此之外,阻碍扁线电机大规模应用的多为生产工艺问题,随着机械自动化水平的提高,工艺手段的不断进步,这些问题都是可以逐步解决的。

可以预见,未来扁线电机会有更广阔的应用市场,而随着扁线电机大批量搭载和应用,将进一步推动全球电动化的发展,这不仅仅是华域电动、艺达电驱动等企业付出后的收获,更是人类社会可持续发展道路上的新篇章和重要转折点。

最后祝愿所有扁线电机的工程研发人员,本着"路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的求知精神,为扁线电机开拓出更加光明的未来。

原创 驱动视界 驱动视界

当所有人为羽生结弦没能在北京冬奥会上实现三连冠,没能成功跳出阿克塞尔四周跳而扼腕叹息时,也许对于已经两度站上奥运巅峰的他而言,这样的结果早在意料之中。再次登顶固然令人期待,但相比于蝉联,他更希望在世界瞩目的最高舞台去挑战自我,表达自我,所以他没有选择保守而选择了“冒险”。诚然,在这样关乎运动员命运的赛场,在这样世界顶尖选手拼力角逐的舞台,他选择挑战从没有人做出过的高难度动作,所以从始至终,这都是一场他和自己的较量。当其他选手还停留在如何使技术臻于成熟,零失误,争夺荣誉奖牌时,他或许已经超越了这些,他希望发掘自我与花滑的更多可能性,他渴望表达,而这种表达并非是一种置身事外的表演,而是饱含深情的倾诉,他仍在不断寻求新的方式,如同他赛后采访所说的,虽有遗憾,但已拼尽全力,充满尊严,值得骄傲。从某种意义上说,他成功了。

山东如何构建人才“引育用”创新生态圈,请看深度解读

2月7日,山东省2022年工作动员大会在济南举行。与以往的“开年大会”比较,这次大会强调,要把创新摆在发展全局的核心位置,持续增强经济社会发展创新力。要从巩固拓展比较优势上,强化创新、寻求突破。要通过创新,把短板补齐,把弱项变强。要把社会和市场的创新活力尽量多、尽量快地释放出来。当前和今后一个时期,要重点抓好科技研发创新、人才引育创新、营商环境创新、数字变革创新、产业生态创新、要素保障创新、民生改善创新、风险防控创新、文化宣传创新、推进落实创新等“十大创新”。
为帮助大家更好地理解“十大创新”,大众日报将连续推出十组报道。今天刊发第二组报道,聚焦山东“人才引育创新”,请看全文——

揽四海英才 聚创新动力
——聚焦山东省2022年工作动员大会②
□ 本报记者 赵洪杰 张春晓赵 丰
当前,山东经济社会发展正处在关键时期,既面临难得发展机遇,也面临不少风险挑战,关键要把创新摆在发展全局的核心位置,持续增强经济社会发展创新力。
人才是创新的根基,是创新的核心要素。这两年,我省对人才的吸引力日益增强,“双一流”高校优选生来鲁就业人员大幅增加,各类人才更加看好山东发展,齐鲁大地正成为人才翘楚施展才华、创新创造的沃土。
着眼未来,锚定“走在前列、全面开创”“三个走在前”,如何以更大力度聚天下英才而用之,走好具有山东特点的人才发展之路?
2月7日,山东省2022年工作动员大会提出当前和今后一个时期要重点抓好“十大创新”,其中第二项就是“加强人才引育创新”,明确要在招才引智上出新招,突出领军人才、“源头活水”、开放交流;在自主培养上出新招,用好高校、职教两个阵地;在人尽其才上出新招,给各类人才信任、机会、激励和舞台。
以海纳百川的胸怀筑巢引凤
强省之道,首在得人。以海纳百川的胸怀筑巢引凤,吸引更多智慧资源汇聚齐鲁,招才引智必须出新招。
领军人才是人才队伍中的“中流砥柱”,是引领科技自主创新、承担重大科技任务的骨干力量。近年来,我省不断健全完善梯次培养机制,加快引育集聚领军人才,国家级省级领军人才进入快速增长阶段。为加快培养造就一批具有国际水平的科研团队,近期山东一个值得关注的“大动作”,是启动了省首批国际顶尖科学家工作室组建工作。
省委组织部副部长龚文东介绍,突出“领军人才”,我省还将依托高水平大学和高水平学科、国家和省实验室体系、新型研发机构、创新型企业,聚焦现代海洋、高效农业、先进制造、生物医药等重点领域,更加精准地培育壮大一流领军人才队伍,同时深入实施“筑峰计划”,培育更多顶尖人才和战略科学家。
青年人才是创新发展的希望所在。我省把青年人才队伍建设摆在更加突出位置,青年人才汇聚山东的态势持续增强:2020年来鲁“双一流高校毕业生”实现倍增,2021年通过“万名博士、十万硕士、百万大学生创业齐鲁计划”吸引集聚青年人才80多万人,北大、清华知名高校毕业生来鲁人数再创新高。

突出这一“源头活水”,我省将深入实施“万名博士、十万硕士、百万大学生创业齐鲁计划”,建立青年人才成长全链条支持机制,引育更多具有国际竞争力和发展潜力的青年人才。
“支持青年人才挑大梁、当主角,要在引才方式上探新路,在育才上落实招,在服务上用真情。”省委组织部副部长、省人力资源社会保障厅厅长梅建华透露,我省将设立“山东博士后科学基金”,力争实现每位来鲁博士后都能有一笔科研启动资金,还将统筹省市县人才培育资源,建立青年人才成长的接续培养机制。
突出“开放交流”是招才引智的方向所在。近3年,济南市走进沿黄省份,共组织220家知名企事业单位赴兰州、郑州等高校开展政策推介和人才对接21场(次),共引进青年人才2500余人。
“加强黄河流域人才合作,应在加强沿黄城市人才引进、加强沿黄城市校地校企合作等方面做文章,奏响人才工作的‘黄河大合唱’。”济南市委组织部副部长、市人力资源社会保障局局长王壮说。
用好“两个阵地”,在自主培养上出新招
做好人才工作,要引才更要育才。在自主培养上出新招,我省提出用好高校、职教“两个阵地”。
“山东的高等教育在校生全国第一,但高等教育大而不强、多而不优,缺少竞争力、影响力。”山东省人民代表大会教育科学文化卫生委员会副主任委员商志晓认为,全力推进高水平大学和高水平学科建设切中了育才的关键。
目前,我省在数学、海洋科学、石油与天然气工程等国家一流学科方面具有明显优势,但优势学科数量不够充分。省教育厅厅长邓云锋表示,我省将创新“双高”建设机制,推动政策倾斜,落实高校办学自主权,建强10个冲击“双一流”的潜力学科,培育10个左右后备力量学科,精准培育一批高水平学位授权点,打造学科发展的“尖刀班”和“突击队”。
加快转型升级步伐,山东不仅需要大批研究型人才为高质量发展提供引领,还需要大规模应用型人才提供支撑。作为全国首个部省共建国家职业教育创新发展高地,山东出台一系列创新举措和行动,通过整省推进、提质培优推动职业教育发展驶入快车道。“山东要用好这一‘金字招牌’,让职业教育更加紧密对接‘十强’优势产业,全面构建现代职教体系,打破技能人才成长‘天花板’,吸引更多青年走技能成才之路。”
用好职教阵地,我省去年出台22条“硬核”措施,开展“技能兴鲁”行动,全面提升劳动者职业技能水平和就业创业能力。2021年,新增高技能人才18万人,培训企业新型学徒3.7万人。
“深化‘技能兴鲁’行动需要更多的体制机制创新。”济宁技师学院党委书记贺永红说,学校联合企业、技工院校、职业培训机构创新组建了我省首家技工教育集团,两年多来培养了一大批符合产业发展需要的技工人才。“各地应充分发挥企业参与集团化办学的主体作用,坚持学制教育和技能培训并举,紧跟需求、精准对接,全方位承接社会化培训,培养更多本土人才。”
营造“人尽其才”的良好生态
顺木之天,以致其性。营造“人尽其才”的良好生态,才能让已来的人才心里踏实、高兴,让还未来的人心动、向往。
人尽其才,要赋予科学家更大的技术路线决定权、经费支配权、资源调度权。2020年,省科技厅、财政厅、教育厅联合推动实施省级财政科研项目经费“包干制”试点,包干项目不需要编制预算,不再分直接经费和间接经费。这一为科研人员“松绑”的改革举措,被一线科研人员形象地描述为“打酱油的钱可以买醋”。
山东师范大学化学化工与材料科学学院教授高雯,两度获得山东省自然科学基金支持。“没有包干制之前,经常为预算列支问题感到头疼,当时项目经费要分为设备费、耗材费、测试费、差旅费、劳务费等项目,每项经费都被条块分割、互不交叉,一些类别还有额度限制。”
“目前,省自然科学基金资助项目全部实行科研经费包干制,占全部项目总量的95%以上。”省科技厅厅长唐波说。据了解,我省今年包干制还将进一步扩展到社科类和人才类创新项目中去。
我省还即将出台改革完善财政科研经费管理意见,对竞争性科技创新工程,除50万元以上的设备费以外,不再要求提供经费明细,无需编制预算科目,这一放权力度走在全国前列。
省财政厅厅长刘兴云表示,加快出台自主权下放更多、激励力度更大、服务管理更优、让科研人员获得感更强的新举措,将持续释放改革红利,省财政厅将全面压实单位主体责任,确保改革落实落地。
创新不问出身,谁能干谁揭榜,谁来挂帅。“揭榜挂帅制”为人才脱颖而出创造了机会。
去年,威海市以“英创会”为平台,在新材料领域“小试牛刀”,集中发布首批18项、总额6660万元的重大关键技术需求榜单,面向海内外优秀人才团队公开征集解决方案。截至目前,已有13个发榜项目收到多家高校院所的积极响应,6个项目顺利揭榜,兑现项目研发经费1310万元。
“我省提出打造‘揭榜挂帅’升级版,既为广大企业跃迁升级提供了科技支撑,也为广大人才施展才华提供了舞台空间。今年,我们计划将‘揭榜挂帅制’扩大到威海七大产业集群,与工信、科技等部门联合征集‘卡脖子’技术需求榜单,突出问题导向和目标需求,坚决破除‘四唯’,给各类人才平等竞争机会,充分释放创新创造潜能。”威海市委组织部有关负责人说。


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