心脏健康,对每个人来说至关重要。汽车也是如此,特别是新能源汽车,车身重量普遍高于同等级燃油车,如何让新能源汽车拥有健康的“心脏”,这家企业有办法
电机就是新能源汽车的心脏。而定转子又是电机的核心模块,它的品质,直接关系着新能源汽车“心脏”的健康程度。
在两江新区龙盛新城,就有一家专攻新能源汽车定转子总成的企业——信质集团重庆工厂。目前,它正以每天生产750套定转子总成的速度,为重庆新能源汽车提供“心脏”。为确保新能源汽车“心脏”健康,信质集团重庆工厂仅2023年,就花了1.2亿元来搞专项研发。
动力要足表现要稳,“心脏”健康要求有点高
在信质集团重庆工厂,记者看到了定转子总成。
这颗“心脏”的外表是一个端头布线的金属圆柱体,直径大约20厘米,高度和一瓶普通的矿泉水差不多。它由定子和转子组成,定子的主要作用是产生旋转磁场,而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割,进而产生电流,驱动电机旋转。
对消费者来说,新能源汽车的“心脏”当然是动力越大、表现越稳越好。但这种“既要又要”的需求,并不容易满足。在信质集团重庆工厂落地之前,重庆没有生产高品质定转子的本土厂家。
信质集团重庆工厂,一出手就挑战高难度,主要生产制造高槽满率、油冷、高转速新能源汽车驱动电机定转子总成。
高槽满率,是指线圈放入定子槽内后占用槽内空间的比例达到较高水平,一般指定子的槽满率超过75%。而信质集团重庆工厂的定子槽满率达到了93%。
油冷,是指用油来对定转子进行冷却。使用油冷,能够更精确和高效地冷却转子和定子之间的狭小间隙等高温区域,在散热效率和热管理精度上优于传统风冷和水冷。
高转速,对转子的材料和品质是双重考验。信质集团重庆工厂使用的是高质量的硅钢材料,磁感应强度高、磁导率强,“小身材大本领”,可以有效降低电机体积。
不仅有挑战高难度的胆量,且将其落地生产,信质集团底气何在?
“集团有一个400多人的研发中心,专门查找、解决电机的各类技术问题。”信质集团重庆工厂总经理李海龙说。
拿出看家功夫消除汽车的“动脉孔洞”
在重庆工厂,信质集团拿出了看家功夫。
一切只因“心脏”太重要。它的上限,会决定新能源汽车的“零百”加速,下限则影响着新能源汽车的稳定性、行驶噪声等表现。
而要让“心脏”更健康,必须解决一个行业难题——消除转子气孔。
制造转子,需要将700摄氏度以上的高温液态铝注入模具,在高压状态下瞬间成型。但在此过程中,由于液体的冷却不均匀等问题,转子端环的内部很可能产生气泡和气孔。
由于转子需要高速旋转,几个细如发丝的气孔,就有可能导致电机性能下降,运转中发生故障。犹如人的心脏动脉上开了个洞,不仅不敢使劲儿,还可能有生命危险。
解决这个问题,有多种思路:改进转子模具、后期通过X光等探查气孔并二次消除等,平均来看,可以消除90%的气泡和气孔。
但信质集团再次选择了挑战高难度。经过大量研发,信质集团开发出“转子端环气孔消除双挤压工艺”,把问题解决在萌芽状态。通俗地说,这种工艺在传统的注铝一次成型基础上,增加了挤压工序。它像一只“无情铁手”,对处于高温熔融状态下的端环进行整形挤压,把气泡挤破,气孔合拢。
由此,转子端环内部的气泡和气孔消除率可提高到95%,高于行业水平。并且,在转子的成型环节就解决气孔问题,就不会影响后续的生产效率。
目前,信质集团已经获得了上述工艺的新型实用专利授权。
30多年经验,为健康“心脏”保驾护航
凭借充足的技术底气,信质集团还把30多年来沉淀的发展经验,活用到了重庆工厂的产线上。
具体来说,以生产定转子总成为例,信质集团根据以往生产经验,先用计算机辅助模拟生产工艺流程,再分析试验结果,调整质量控制工艺和程序,最终确定生产工艺流程。这样一来,就能尽可能避免在实际生产中走弯路。
生产过程中,“我们‘精工出细活’,用上了公司最好的设备。”李海龙说,除了前述设备,重庆工厂还引进了高速冲床、CT探伤设备、超声波清洗机、大型龙门加工中心等先进设备,在国内同行业中处于领先水平。
这些设备覆盖了电机定子、转子研发、生产、试验、检测的全过程,确保每一个零部件都足够可靠。
在精密模具设计上,信质集团先后获得了200余项专利。通过前述的顶尖加工设备助力,精密模具可以实现600冲次/分以上速度、微米级的加工精度、数亿次的冲压稳定度,保证每一颗“心脏”都严丝合缝,动力充沛。
值得一提的是,今年5月,信质集团重庆工厂二期项目也正式签约,拟在两江新区建设年产100万台新能源汽车三合一电机总成项目,进一步补齐我市智能网联新能源汽车产业发展短板,未来也将带动一批产业链上下游企业落地,形成集群效应,推动我市汽车产业加速迈向“新四化”。