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小米电机专利:高速电机、X-pin、轴向磁通电机

2024-01-05 08:56:53·  来源:NE时代新能源  
 

最近,网上出现一些关于小米电机是否自研的争论。


先回顾一下:


12月28日,小米汽车创始人雷军在技术发布会上称, HyperEngine V6/V6s 超级电机,以 21000rpm 的转速位居行业第一梯队。同时,另一款转速高达 27200rpm 的 HyperEngine V8s 超级电机,预计将在 2025 年上车。技术预研35000转,实验已实现,创新采用激光原位固化工艺来做碳纤维缠绕,良率更高。


发布会后,网上出现争论,认为小米电机完全是供应商的技术,“小米汽车重新定义自研”。


12月30日,小米汽车发长文揭示“超强心脏是这样炼成的”:“小米立志做全球最好的电动车,一开始就立项了「小米超级电机」项目。我们和联电、汇川一起,联合开发了小米超级电机V6和V6s,同时自研了刷新业内天花板的小米超级电机V8s。”


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首先,3年前,宣布造车之后,行业最高水平仅为18000rpm,小米起步就定了21000rpm的目标。


其次,更高的转速,对转子硅钢应力、散热、效率等都提出了更大的挑战。小米汽车与世界领先的材料公司合作,创新了强度达到960MPa高强度的硅钢。通过双向立体油冷技术,使散热效率提升超过 50%,让最高温度下降了 30℃。重新设计了整个定转子,采用新的扁线绕组设计,54 槽 6 极的定转子极槽配合,行业 pin型最少。槽满率提升到了77%、铁损降低了 25%,整体电机效率提升了 0.3%。最终达成了27200rpm,成就了世界上最顶级的电机。


这还是不终点。小米创新研发“激光转子缠绕技术”,通过激光将套筒固化,避免了湿法缠绕伴生的热胀冷缩问题,带来高达 1000mPa 的预紧力和更高的制造良率。电机转子通过“激光转子缠绕技术”加固后,目前已经可以在实验室中成功实现 35000 rpm 的惊人转速。


从小米汽车的发文来看,V6/V6s是小米与联电、汇川的联合研发;V8s为小米自研。


这与小米SU7的公告一致。同时,在深交所互动易平台上,针对“公司和小米汽车联合开发的电机目前进度如何”的询问,汇川技术回复称,“汇川参与了小米超级电机 V6s 的联合研发,V8s 电机系小米自研。”


小米汽车称,在超级电机的研发过程中,一共申请了155项专利,其中60项已授权。


接下来,让我们透过小米汽车的部分电机专利,看一看它是如何让电机实现高转速的,以及还有哪些技术储备。


电机和车辆


定子铁芯内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道,多个冷却油道相互连通且与定子铁芯的外壁和所述线圈槽间隔开,从而可以保证冷却油液流动时的压力,以使定子铁芯的内部可以得到充分的冷却,有利于提升电机整体的散热性能。


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转子结构及其制造方法、模具、电机及车辆


通过设置的密封件能够将冷却通道中的缝隙封闭,如此在电机启动时,转子结构高速转动下流动的油液也不会因为巨大的离心力渗入到相邻两个硅钢片之间的缝隙中,可以有效避免造成较大的搅油损失,如此可以保证电机的高转速下的性能和效率。另外,将密封件沿冷却通道的长度方向延伸,可以对整个冷却通道进行密封,避免遗漏,避免油液从密封件与冷却通道的内壁之间渗入,如此提高了密封效果,保证了整体密封性。


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电机端部绕组、定子组件、电机和车辆


扁线电机的电机端部绕组在去除了直线部分后,可以使得扁线电机的整体轴向长度得以减小。去除了直线部分的绕组的端部的端面多为平面或凸弧面,在通过压头对绕组的导体进行弯折时存在压头滑脱的情况,从而容易造成压头接触位置错误或导体折弯不到位的问题,降低了电机端部绕组的良品率。


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一种电机端部绕组专利,在对导体进行压弯处理时,该电机端部绕组能够避免导体和压头滑脱的情况,保证了配合的稳定性,进而避免了压头接触位置错误或导体折弯不到位的问题,保证了电机端部绕组的良品率


一种扁线电机的定子绝缘缺陷定位方法和系统


当扁线电机应用于高压场景时,需要保证扁线电机具有良好的绝缘特性,因此,如何精准定位出扁线电机的绝缘薄弱点,是提高扁线电机性能的关键。本公开的目的在于提供一种扁线电机的定子绝缘缺陷定位方法和系统。


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定子铁芯、驱动电机和车辆


定子铁芯中,包含两种叠片,通过将多个叠片叠压和旋转设计,能够形成不同冷却介质流动路径,以提高对定子铁芯的冷却效果。


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一种电机转子的测试系统


一种电机转子的测试系统中,有效提高了测试系统的轴间对中性,避免因对中偏差而导致的振动问题,不仅保证了测试系统的稳定运行,延长了测试系统的使用寿命,进而降低了电机转子高转速测试的成本,而且有效提高了测试结果的准确性,进而满足电机转子高转速精准测试的需求。


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驱动电机和车辆


驱动电机中,通过调整周向限位结构的设置位置,能够实现平衡盘和转子铁芯的周向锁止,同时有效解决高转速运行下平衡盘内圈应力集中的问题,能够保证高转速下转子硅钢片的强度和平衡盘的强度,有效实现驱动电机转速提升,从而进一步提升当前驱动电机功率密度。另外,可以采用传统转子生产工艺,生产简单,工艺成熟。


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电机转子、转子组件、电机及车辆


两处碳纤维缠绕,满足电机转子高速运转的结构强度要求,能够不增加电机的定转子气隙厚度,有利于提升电机的扭矩和功率密度。


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油冷电机


定子铁芯的双侧进油,增大了散热面积,实现了均匀散热和提高了散热效率。


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轴向磁通电机


轴向磁通电机,提升两个电机转子总成的协同,能够保证整个轴向磁通电机的性能,另外也避免了反复对转子进行拆装和动平衡调校,可以提高生产制造效率。


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