上一篇盤點(diǎn)了2023年新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)高速化的成就。

　　當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)2萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘，就會(huì)對(duì)應(yīng)的帶來(lái)一些問(wèn)題需要解決，比如發(fā)熱更高、需要解決散熱的問(wèn)題，比如需要配套耐高速的軸承，比如需要優(yōu)化轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)避免NVH的惡化，還比如要加強(qiáng)轉(zhuǎn)子組件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、避免在增大的離心力的作用下、轉(zhuǎn)子變形或裂開(kāi)而導(dǎo)致掃膛等，等等。

　　特斯拉Model S Plaid車型上，首先采用了碳纖維纏繞的方案，來(lái)增加轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度。so，我們接下來(lái)說(shuō)說(shuō)：

　　(四)碳纖維轉(zhuǎn)子

　　先上圖、溫故下特斯拉的碳纖維轉(zhuǎn)子，并扣下主題。

　　看過(guò)小米汽車技術(shù)發(fā)布會(huì)的朋友，應(yīng)該都知道，確保高轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，不僅僅只是有碳纖維纏繞的方案，還有小米提到的超高強(qiáng)度硅鋼材料方案。

　　在小米發(fā)布會(huì)之前，我的微信群里面曾討論過(guò)：是否>20000rpm的電機(jī)轉(zhuǎn)子都需要優(yōu)先用碳纖維纏繞?蜂巢仿真專家劉天師的觀點(diǎn)如下：(1)離心力大小不僅僅是看轉(zhuǎn)速，還要看轉(zhuǎn)子直徑;(2)磁橋設(shè)計(jì)也要考慮;(3)以轉(zhuǎn)子外圈線速度為基準(zhǔn)來(lái)考慮;線速度150m/s或以下，采用普通硅鋼材料即可;線速度在170m/s左右，要用高強(qiáng)度硅鋼片;線速度到180m/s或以上，要么用高強(qiáng)度硅鋼片、要么用碳纖維方案。(4)AVL那個(gè)30000rpm的電機(jī)、轉(zhuǎn)子外圈線速度才155m/s ，其實(shí)用一般的硅鋼片就能搞定;而紅旗34000rpm的電機(jī)、是碳纖維超速試驗(yàn)。

　　提到纏繞碳纖維，其實(shí)也有很多朋友會(huì)說(shuō)、這種工藝和伺服電機(jī)領(lǐng)域轉(zhuǎn)子纏凱夫拉線/無(wú)緯帶的方式極其相似。但實(shí)際上技術(shù)要求差異還是挺大的。

　　為什么碳纖維包裹轉(zhuǎn)子、能改善強(qiáng)度，碳纖維的特性是什么，干式纏繞濕式纏繞的工藝路線有哪些差異...我們這里就不介紹了，大家可以在網(wǎng)上查到很多資料。我們接著往下說(shuō)一說(shuō)國(guó)內(nèi)新能源汽車、驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子和碳纖維的故事。國(guó)內(nèi)其實(shí)最早用上碳纖維的，應(yīng)該是珠海英搏爾。不過(guò)英搏爾采用的是碳纖維護(hù)套的工藝，類似下圖。

　　特斯拉Model S Plaid中出現(xiàn)的碳纖維纏繞，從網(wǎng)上找了下資料，設(shè)備原理大概是這樣的：

       特斯拉的鯰魚效應(yīng)，真實(shí)、迅速、有效。這兩年我們很多主機(jī)廠、tier1企業(yè)都有在做相關(guān)調(diào)研和試驗(yàn)。而到了2023年，已是百花齊放、百花爭(zhēng)艷了。在我們上期的高轉(zhuǎn)速電機(jī)盤點(diǎn)當(dāng)中、有>20000rpm電驅(qū)的企業(yè)，實(shí)際上都有碳纖維轉(zhuǎn)子。

一汽紅旗 碳纖維轉(zhuǎn)子

　　大概兩年前，有一位朋友就跟我聊起過(guò)碳纖維轉(zhuǎn)子，也給我建議過(guò)、可以花點(diǎn)心思去研究，最好能做這個(gè)碳纖維纏繞設(shè)備。劇透一下：目前這位朋友就在小米，我相信小米的巔峰轉(zhuǎn)速電機(jī)，一定有他的貢獻(xiàn)。我確實(shí)動(dòng)了心思，當(dāng)時(shí)也搜尋了很多資源，比如就找到了德國(guó)ROTH。

　　我還和蘇鵬、墨森等都詳細(xì)交流過(guò)。這兩家當(dāng)時(shí)都已經(jīng)在開(kāi)始給客戶做打樣了。溝通中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段給客戶打樣，做樣機(jī)，那是完全沒(méi)問(wèn)題的。但是如果想要批量制作，其實(shí)是比較有難度的，不僅僅在于纏繞設(shè)備的節(jié)拍、纏繞的質(zhì)量，還包括固化的效率。按照當(dāng)時(shí)給我的反饋，需要幾十個(gè)小時(shí)的固化時(shí)間，根本實(shí)現(xiàn)不了大批量量產(chǎn)。

　　另外我也找了好多做電機(jī)研發(fā)的朋友進(jìn)行溝通，大部分人的觀點(diǎn)還是認(rèn)為碳纖維纏繞只是非常非常小的市場(chǎng)。即使2023年是2萬(wàn)轉(zhuǎn)的元年，后續(xù)會(huì)有越來(lái)越多車型裝載高轉(zhuǎn)速電機(jī)，但也難以在2024年、讓碳纖維電機(jī)數(shù)量超過(guò)30萬(wàn)臺(tái)。

　　所以，最終還是因?yàn)闀r(shí)間精力和財(cái)力有限，放棄了繼續(xù)研發(fā)這個(gè)設(shè)備。

　　目前除了各大主機(jī)廠之外，還有兩家專業(yè)做碳纖維轉(zhuǎn)子的企業(yè)，分別是山東博源精密機(jī)械有限公司(天蔚藍(lán)電驅(qū)動(dòng)科技)、嘉興墨森動(dòng)力科技有限公司(產(chǎn)品和介紹見(jiàn)下圖)?！?/p>

　　按照我之前匯總的信息，碳纖維纏繞的大批量量產(chǎn)，局限于工藝和設(shè)備，難度非常大。但是在12月28日小米汽車技術(shù)發(fā)布會(huì)上，我看到了一個(gè)新工藝名詞：激光原位固化技術(shù)。

　　小米的這個(gè)激光原位固化技術(shù)，如果是從碳纖維浸漆膠和固化手段上進(jìn)行了創(chuàng)新、能在保證預(yù)緊力等要求下、大大節(jié)約了固化時(shí)間，那這項(xiàng)技術(shù)，必須要點(diǎn)贊!

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　　戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢做到了(四)，后面加快。

　　未完待續(xù)~~~