本期，基于访谈内容，汇总主要关键技术点。99%原文还原，仅做部分口语修正。
01
高转速电机相比传统电机的优势如何？
传统的电机受限于功率和电压。体现在外特性曲线上，就是电机的扭矩在达到某个转速拐点之后，就会慢慢下降、出现衰减。
传统电机的这个扭矩拐点转速，大概就在6000rpm左右，对应到整车上的车速，大概是80km/h。车速再往上走，电机扭矩就会持续往下掉。
这就会出现一个很典型的问题：车子0-100km/h的加速性能很好，但100km/h以上的加速能力就完全跟不上了。
针对这个痛点，我们的核心思路，就是能不能把这个扭矩拐点转速往后移，尽量把电机高速段的功率做高，让扭矩的衰减速度变慢，或者说让扭矩在更高的转速区间之后再开始下降。这样就能大幅提升车辆100km/h以上车速的超车、加速性能。
最开始我们做3万转的电机，原本觉得这个参数已经完全够用了。但现在随着新能源汽车的普及，用户对车辆的可玩性、操控性能的要求越来越高。
比如今年我们比亚迪新开了赛车场体验项目，去参与的用户非常多，能明显看到，大家对车辆的性能需求正在发生根本性的变化。
这也是我们为什么要继续往更高转速、更高车速的方向去做研发的核心原因—更高的车速、更持续的高性能输出，必然要求匹配更高转速的驱动电机。也正是基于这个全新的用户需求，我们专门定义开发了这款更高转速的电驱动总成。
02
研发3万转高转速电机克服了哪些难题？
高转速电机最大的问题就是离心力，永磁体受到离心力作用以后，就会把转子的冲片给拉爆，这是设计不当时最容易出现的失效问题。针对这个问题，我们主要从四个核心维度来解决。
第一个是材料方面。转子本身采用了高强度的新材料，行业常规材料的强度只有450Mpa左右，我们现在提升到了1000Mpa，从基材根源上提升抗离心力的能力。
第二个是永磁体的槽内固定，这也是非常关键的一点。高速运行时，永磁体受离心力会瞬间贴靠到磁钢槽的上表面，造成转子冲片出现严重的应力集中，极易断裂。针对这个问题，我们内部开发了一种高膨胀率的粘接涂层，填充到磁钢槽里，保证永磁体的上表面、下表面以及周围都能被很好地固定，让应力得到充分分散。
这种涂层是一种胶类材质，能让永磁体和磁钢槽的上、下表面都牢牢粘接在一起。它的膨胀倍率很高，原始状态下的膨胀体积能达到5倍以上，这样一来，就能大幅降低冲片上表面的应力，因为下表面也形成了均匀的支撑应力，相当于有一个反向的力拉着永磁体，不让它受离心力往上甩。
第三个是转子结构的创新设计。我们的转子结构和行业内的普遍方案有很大区别：现在行业内的转子磁钢排布，一般是“一字”型、“双V”型，或者“V+一”型的三角类结构，而我们采用的是“双层U”型结构，内层一层U型、外层一层U型。
同时，我们的U型磁钢还做了多分段设计，让转子的应力尽可能分散，不会集中在某一个点上，避免冲片被拉爆。
第四个是针对高速动平衡与轴承失效的解决方案。3万转的额定转速，对转子的动平衡精度考验非常大。如果转子的动不平衡量过大，高转速下轴承会瞬间解体，滚珠直接飞散。我们早期样机试制的时候，就遇到过电机刚启动，轴承就直接解体的问题。
针对这个问题，我们做了两个核心优化：
第一，提升转子的临界转速，把转子的临界转速设计到35000rpm的水平，高于额定工作转速，规避共振风险。
第二，从工艺角度优化，在转子下线的时候，采用高速动平衡加预紧的工艺，把转子动平衡的变化量控制到最小，保证转子在全生命周期内，动平衡精度不会出现大幅衰减，从根源上保障整机的运行强度和可靠性。
03
高电压高转速在能耗方面遇到哪些困难？
这款高转速电机、这套电驱动总成的研发，我们经历了一个非常艰难的攻坚阶段，前后做了大量的技术迭代，最终通过控制算法优化，搭配多维度的结构与工艺优化措施，把电机的效率—包括全工况的综合效率，都提升到了行业领先的水平。
大家都知道，正常来说，驱动电机本身的峰值效率都很高，而且高效区覆盖范围也比较宽。很多人问，这款电机和我们前代18000rpm、21000rpm、23000rpm的电机相比，在能耗和效率上有没有更大的提升？
答案是肯定的。这款电机的峰值效率能做到 92% 以上，而且高效区的覆盖范围也更宽。 能做到这个水平，核心是我们专门针对高性能车的使用场景，从设计源头就做了全维度的优化。
除了电磁方案的正向设计，我们还在驱动控制层面，针对油门的动态控制做了专项的算法优化，同时通过结构优化大幅降低了系统的摩擦损耗，最终实现了整个电驱动总成的效率提升，在整车能耗上带来了非常显著的改善。
另外，平台电压其实对电驱动总成的能耗有直接影响，这也是我们研发阶段重点攻克的难题：怎么在适配高电压平台、实现高性能输出的同时，把总成的全工况能耗控制在最优水平，这也是我们历经多轮技术迭代才彻底解决的核心问题。
04
电机未来会不会朝着更高转速发展？
关于电机高速化、小型化，行业里普遍的认知是，高转速能让电机体积做得更小，从而实现降本。
但实际上，当转速高到一定程度后，零部件的成本反而会上升，这个问题目前我们还没有办法完全解决。
但我始终相信，随着材料技术的进步，以及结构设计技术的持续迭代，一旦高转速专用零部件的材料成本实现规模化下探，电机的高转速设计依然是行业的核心发展趋势。转速做得越高，电驱动系统就能做得更紧凑、体积更小，功率密度也能做得更高，这无论是对整车的空间布局设计、用户的用车体验，还是长期的成本控制来说，都是非常好的选择。
当然，目前高转速电机的发展，确实受到了材料成本和核心技术瓶颈的双重限制。一方面是成本端的制约，高转速专用零部件的成本居高不下，限制了规模化普及；另一方面是结构承载的技术挑战，转速进一步提升，离心力会呈平方级增长，现有的硅钢片能不能承受住这么大的载荷？是不是必须要做更厚的硅钢片来提升强度？这些都是我们目前正在攻克的现实难题。
05
电车NVH如何控制？
电车的NVH控制起来，相比燃油车反而更困难。核心原因是燃油车有发动机的背景噪声做掩蔽，而电车没有内燃机，整车背景噪声极低，哪怕是很轻微的电机噪声，听觉敏感的用户都能清晰捕捉到。
电机的噪声主要通过两条路径传递到车内：
一条是空气路径，电机本体工作时产生的噪声，直接通过空气传播到车内。
另一条是结构路径，振动通过减速器、车身结构进行传导，最终传递到车厢内。
而且电机的噪声有非常明确的特定阶次特性，这些阶次和电机转子的极对数、定子的槽数强相关，电机旋转过程中，会有一些特定阶次的电磁力激发出很强的振动和啸叫噪声。
针对这些特定阶次的噪声问题，我们主要从三个核心维度做了优化：
第一个维度，定转子本体的拓扑结构优化。我们对定转子的冲片形状做了精细化设计，通过多目标优化算法，自动迭代筛选最优的结构方案。每家车企对 NVH 的管控阈值定义都不一样，我们采用了远高于行业常规水平的严苛标准，目前优化后的 NVH 主观评分，表现非常优异。
第二个维度，结构设计层面的优化。一方面我们在电驱动总成上做了大量的结构加强设计，提升整体刚度；另一方面，在总成和车身的连接位置，我们做了专项的高效隔振设计，通过这两项措施，哪怕是在极致安静的环境下，整车也能保持非常好的静谧性。
第三个维度，高转速下的转子振动抑制。转速越高，转子的振动就越剧烈，而转子在加工过程中，不可避免会存在一定的残余不平衡量，旋转时就会产生持续的振动。我们的核心优化方向，就是把这个不平衡量压到更低的水平—行业常规的转子不平衡量大概在150mg，我们现在可以把它严格控制在50mg以内，从根源上降低振动源。
来源：调皮的JinX
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