脚踢特斯拉，肩并保时捷，小米超级电机凭什么？

驱动电机是新能源汽车的核心部件之一，其性能至关重要，直接决定了汽车的性能。相同扭矩的情况下，转子转动越快，电机的功率越高，车的动力性能就越好。电机转速的大小直接影响电机的输出功率和效率。同时，电机材料、绕组方式等都会影响电机运转的效率。

 

近日小米汽车发布会备受业内外人士的关注，从三电技术到智能座舱，从外形设计到价格定位，每一项都被大家拿出放大镜来观察，人们对已经“卷”成一盘蚊香的造车届里这位新晋后浪的关注度可见一斑。

 

作为聚焦汽车制造的工业媒体，“荣格汽车制造”当然也不例外。上一期我们讲了小米汽车倒置电芯的CTB一体化电池（点击蓝字阅读前文），今天让我们继续扒一扒小米超级电机V8s又将给汽车行业带来哪些革新。

 

Part 1
小米超级电机卷到谁了？

 

在电驱方面，小米在发布会上发布了三款超级电机，首先上车的两款电机型号分别为V6和V6s，分别对应400V和800V的电压平台，两款电机都有着21000rpm的最高转速。据介绍，V6的命名来源于其电机等效汽车V6发动机。

 

 

两款电机将分别搭载于小米SU7和小米SU7 Max，前者为单电机后轮驱动，最大马力299PS，峰值功率220kw，峰值扭矩400N·m；后者采用的是采用了双电机四轮驱动，最大马力673PS，峰值功率495kw（1个220kw电机+1个275kw电机），峰值扭矩838N·m。

 

根据此前工信部披露的信息显示，SU7搭载的电机由联合汽车电子有限公司供应，而SU7 Max搭载的电机则由苏州汇川联合动力系统股份有限公司供应。

 

强劲的双电机四轮驱动，也为小米SU7 MAX带来了更快的加速能力，零到百公里时速仅需要2.78s，媲美超级跑车的起步速度，不逊于保时捷Taycan Turbo。

 

此外，小米还带来了超级电机V8s，转子和冷却系统经过全新设计，转速高达27200rpm，雷军称其为“全球最快”。据悉，V8s电机最大马力达到578ps，峰值功率425kW，最大峰值扭矩635N·m。

 

 

据雷军介绍，小米超级电机采用AI仿真技术完成研发。通过同电机厂家的合作，借助AI团队的技术，电机团队通过20万次的转子结构拓扑和电机内结构的应力分布优化最终实现了转速领先的小米超级电机，同时电机在设计上也实现了77%槽满率，同时降低了约25%铁损和实现0.3%的效率提升。

 

那么，电机转速是越快越好吗？77%槽满率是高水平的吗？

 

Part 2
快上加快之后，如何精益求精？

据雷军介绍，小米超级电机V8s功率密度达到全球领先的10.14W/kg，电机峰值效率也达到了全球最高的的98.11%，电控峰值效率达到了全球最高的99.85%，预计于2025年装车使用。

 

而要实现上述的指标也不是一件易事。首先，高转速带来巨大离心力，转子容易破碎，提高转子强度非常重要。特斯拉在转子外面裹一层碳纤维来解决这一问题，小米则直接改进材料，采用960MPa的硅钢片进行制造。

 

随着转速提升，电机发热也会更严重，小米重新设计了电机散热系统，采用双向立体油冷技术，成功将散热效率提升超过50%，最高温度下降了30%。此外，小米还重新设计了整个定转子、全系配备自研全球领先的SiC电控模块，才实现99.85%的高转换效率。

 

据雷军透露，小米已经在预研下一代电机，将采用比特斯拉的湿法缠绕更先进的“激光原位固化”工艺来做碳纤维缠绕，在实验中已经实现35000rpm最高转速。

 

值得一提的是，电机的转速受到电机的型号、电压、电流、负载等一系列因素的影响，通常在特定的转速范围内，电机的转速上限越高，能够带来更高的功率密度、更好的动态响应能力以及更小的体积和重量。一旦超出了这个特定的范围，电机的效率反而会下降，因此，电机的转速不是越快越好，选择合适的转速同样重要。

 

 

例如，如从上图中显示的小米超级电机V6s和保时捷Taycan、特斯拉Model S的电机性能对比，我们可以看到更低转速上限的保时捷 Taycan Turbo后置电机虽然转速低一些（16000rpm），但其有着更高的峰值扭矩、更高的峰值功率，能在更低转速实现更高的电机效率。

 

那保时捷是如何做到的呢？

 

为了实现更高的电机效率，目前新能源车驱动电机的设计多倾向于使用一种扁线来替代传统圆线充当绕组。这种硬质不易弯曲的铜线因外观像“发卡”（Hairpin）被称为发卡电机。发卡电机通过改进绕组形状和编排方式，使得在同样的体积内塞进更多的导线，使得槽满率更高，电机的效率和功率密度得以提升。

 

由于发卡相对于传统电机优势巨大，所以发卡电机的制造成为了当下国内外许多新能源企业的重点研究方向。通用汽车、特斯拉、丰田等车企很早就有采用发卡电机的车型。据悉，保时捷Taycan的永磁同步电机正是采用了“Hair-Pin 发卡”绕组方式，槽满率达到70%，比小米超级电机V8s 77%的槽满率低一些。

 

高槽满率有利于提高电动车电机的效率和性能，但也不是一味要提高，同时也要考虑到电机升温、绝缘击穿等风险。当前小米超级电机V8s的槽满率应该说是比较高的，如何综合能耗、电控、稳定性、机械寿命等全方位的因素设计出更好的电机，相信不止是小米，更是全行业都在思考的问题。