日前，比亞迪推出了全新的 E3.0 平臺(tái)，我從工程師角度談?wù)勥@個(gè)E3.0平臺(tái)我看到的一些東西。

1、功率密度計(jì)算是在哪個(gè)電壓下測(cè)的？

比亞迪宣稱 E3.0 平臺(tái)的電機(jī)功率密度達(dá)到了 16.4KW/kg，這一數(shù)據(jù)著實(shí)令人矚目，意味著在單位重量下，電機(jī)能夠輸出更為強(qiáng)勁的功率。然而，該功率密度數(shù)據(jù)并未明確指出是在哪個(gè)電壓平臺(tái)下測(cè)得。

已知比亞迪 E3.0 平臺(tái)采用的是 1000V 高壓平臺(tái)，通常而言，額定電壓大概在 650V 左右。從電學(xué)原理來(lái)講，在其他條件不變的情況下，電壓越高，根據(jù)功率公式 P=UI（其中 P 為功率，U 為電壓，I 為電流），電機(jī)功率也就越大，相應(yīng)地功率密度也會(huì)增大。但在實(shí)際的車輛運(yùn)行過(guò)程中，大部分時(shí)間電機(jī)是在額定電壓下工作的。所以，這個(gè) 16.4KW/kg 的功率密度究竟是在何種電壓平臺(tái)下測(cè)試得出，對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估電機(jī)在日常使用中的性能至關(guān)重要。

值得注意的是，隨著行業(yè)內(nèi)電壓平臺(tái)不斷朝著更高方向發(fā)展，功率密度數(shù)值也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，仿佛陷入了一種 “通貨膨脹”。一些廠商為了凸顯自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，紛紛推出高電壓平臺(tái)下的高功率密度電機(jī)，但會(huì)有多少是電機(jī)實(shí)際能用到的呢？

2、最高轉(zhuǎn)速會(huì)不會(huì)做限制？

比亞迪 E3.0 平臺(tái)的電機(jī)最高轉(zhuǎn)速達(dá)到了 3 萬(wàn)轉(zhuǎn)，這一指標(biāo)無(wú)疑展現(xiàn)了其強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。但如此高的轉(zhuǎn)速，對(duì)電機(jī)的多個(gè)關(guān)鍵部件帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

對(duì)于軸承，在比亞迪 E3.0 平臺(tái)電機(jī)高達(dá) 3 萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下，其工況極為嚴(yán)苛。依據(jù)力學(xué)原理，轉(zhuǎn)速的急劇提升會(huì)使軸承承受的離心力呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，計(jì)算公式為F=mω2r（其中F為離心力，m為旋轉(zhuǎn)部件質(zhì)量，ω為角速度，r為旋轉(zhuǎn)半徑），同時(shí)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)的高頻摩擦也大幅加劇。目前，市場(chǎng)上主流高速軸承的設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景多局限于 3 萬(wàn)轉(zhuǎn)以下，這是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間維持在 3 萬(wàn)轉(zhuǎn)這種極端工況下，軸承內(nèi)部的滾珠與滾道之間的磨損會(huì)異常嚴(yán)重，導(dǎo)致軸承的使用壽命大幅縮短，難以保障電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

聚焦到轉(zhuǎn)子，其沖片磁橋的設(shè)計(jì)在高轉(zhuǎn)速下需謹(jǐn)慎權(quán)衡。對(duì)于高功率電機(jī)的轉(zhuǎn)子而言，若磁橋設(shè)計(jì)過(guò)厚，根據(jù)磁路原理，會(huì)導(dǎo)致較多的漏磁現(xiàn)象，降低電機(jī)的磁利用率，影響電機(jī)整體性能；然而，若磁橋過(guò)薄，在 3 萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的超高轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力作用下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將難以支撐，多次循環(huán)后可能出現(xiàn)斷裂情況。

因此我認(rèn)為最高轉(zhuǎn)速可能會(huì)限制一下如此高的最高轉(zhuǎn)速可能會(huì)限制一定次數(shù)，比如只出現(xiàn)在sport模式，限制開(kāi)啟sport的次數(shù)（很多車企也是這么玩的）。

3、電磁方案是怎么考慮的？

比亞迪 E3.0 平臺(tái)的電機(jī)采用了 72 槽 6 極 10 層扁線的電磁方案。這種極槽配合在高速電機(jī)應(yīng)用中具有不錯(cuò)的效果。從理論上來(lái)說(shuō)，較多的槽數(shù)可以使電機(jī)的氣隙磁密分布更加均勻，從而降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高電機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性。同時(shí)，6 極的設(shè)計(jì)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠更好地適應(yīng)高轉(zhuǎn)速需求，配合 10 層扁線，有利于提高電機(jī)的功率密度。

預(yù)計(jì)該電機(jī)采用 4 路并聯(lián)的連接方式。在這種設(shè)計(jì)下，如果匝數(shù)太多，電機(jī)的弱磁性能會(huì)變差。弱磁控制是高速電機(jī)常用的一種控制策略，通過(guò)減弱電機(jī)的勵(lì)磁磁場(chǎng)，使電機(jī)能夠在更高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。匝數(shù)過(guò)多會(huì)增加電機(jī)的電感，限制弱磁調(diào)速的范圍，影響電機(jī)在高速工況下的性能。

比亞迪的這一基槽配合方案并不常見(jiàn)。在拆解理想后橋時(shí)發(fā)現(xiàn)博格華納的電機(jī)采用了相同的槽極配合，除此之外，在其他車型的電機(jī)中很少遇到這種方案。該方案由于槽數(shù)多，每個(gè)槽的尺寸必然會(huì)變小，這就導(dǎo)致銅線尺寸也會(huì)相應(yīng)變小。而在電機(jī)制造過(guò)程中，過(guò)小的銅線尺寸會(huì)給自動(dòng)插線帶來(lái)挑戰(zhàn)?？梢韵胂?，比亞迪在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，必然在這一工藝環(huán)節(jié)遇到了不少困難。