小米汽车详解超级电机 V8s EVO:借助 AI 拓扑优化,确保转子 28000rpm 转速也不变形

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文章报道小米汽车详解其自研超级电机 V8s EVO 的设计与性能。小米采取高转速+大电流路线,借助 AI 拓扑优化、0.15mm 超薄硅钢片、X-Pin 绕组和自研碳化硅功率模块,实现 28000rpm 转速、单电机 611PS、峰值效率 98.38% 及全电压 800A 输出能力。双电机系统合计 1003PS,宣称可达 300km/h 最高时速和 0–100km/h 2.92s,加上降低的铁损与铜损带来约 6.4km CLTC 续航提升,经济模式下前电机断连还可额外节省最高 20km。

6 月 18 日消息,小米汽车官微 18 日(今天)上午发文继续详解超级电机 V8s EVO,这次解释了“如何让千匹马力的跑车级 SUV 适合长途旅行”。

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根据介绍,若要让电机的性能更强,主要有两条技术路线:把转子做大来提高扭矩,或者提高电机的转速。但转子直径太大,会侵占更多车内空间,直接影响乘坐舒适性,不适合应用于乘用车。因此,专注于大电流、高转速的技术路线,已经成为行业对高性能电驱的共识。

小米超级电机 V8s EVO 的最高转速达到了 28000rpm,每秒转动的圈数超过 466 圈,转子边缘的速度极高,离心力极大。电机超高速运转时,任何材料强度或结构设计上的缺陷,都会让转子在巨大的“离心力”(IT之家注:即旋转产生的径向载荷)下变形甚至撕裂

小米借助 AI 技术进行拓扑优化,模拟出了超过 100 万种转子硅钢片的结构。通过不断调整每一片硅钢片的设计,最终找到满足强度需求的转子设计,扛住了 28000rpm 超高转速。

不靠碳纤维缠绕等特殊强化手段,小米超级电机 V8s EVO 即可达成 28000rpm 的超高转速,单电机即可输出 611PS 的最大马力,为小米 YU7 GT 提供跑车级的强大性能。

小米汽车方面介绍,不止需要高转速,电机还需要有足够强的电流来驱动,这就需要电机的“动脉”—— 功率模块,把来自电池的直流电转换为驱动电机的大电流交流电。

而小米自研碳化硅功率模块的耐压极限更高、电流输出能力更强,全电压范围都可以输出 800A 的超大有效电流,电控峰值功率密度达到了 120kW/L,极小的体积就可以实现大功率输出,使得小米超级电机 V8s EVO 的功率提升了 5.9%。与此同时,它还采用了散热能力更强的全新封装形式,在长时间的大电流工作工况下也更加稳定。

小米超级电机 V8s EVO 的峰值效率达到了 98.38%。这意味着电机把电能转化为机械能时,只有约 1.6% 的能量被损耗掉。在这背后,依托于 0.15mm 超薄定转子硅钢片和小米自研 X-Pin 绕组技术带来的效率提升。

电机的铁芯由一片片硅钢片叠压而成,硅钢片会因磁场变化产生感应电流,造成能量损耗。硅钢片越薄,能量损失就越低。小米超级电机 V8s EVO 使用的定转子硅钢片厚度仅有 0.15mm,比 V8s 的转子硅钢片厚度降低 57%,感应电流带来的“铁损”降低了 18.7%,能耗大幅降低。

另外,电机内部的铜线绕组在通电时也会发热,导致能量损失。小米自研的 X-Pin 扁线绕组技术,让小米超级电机 V8s EVO 的槽满率更高,铜线绕组通电发热导致的**“铜损”降低了 3.6%**,电机能耗进一步降低。

小米汽车方面称,更低的铁损与铜损,让小米超级电机 V8s EVO 的效率大幅提升,这为小米 YU7 GT 带来了 6.4km 的 CLTC 续航里程提升,拥有跑车级性能的同时也有着适合长途旅行的续航能力。

小米 YU7 GT 采用了双电机系统,小米超级电机 V8s EVO 和 V6s Plus 前驱版合计输出 1003PS 的最大马力。这套双电机系统可以让小米 YU7 GT 达成 300km/h 的最高时速以及 2.92 秒的 0-100km/h 加速时间(含起步时间)。

能耗方面介绍,当车辆处于经济模式时,前电机脱开机构将断开前电机与传动轴、车轮的物理连接,此时前电机不再驱动车辆,降低了整车的能耗,为小米 YU7 GT 额外带来最高 20km 的 CLTC 续航里程。

车辆处于其他驾驶模式时,前电机将保持结合状态,提供更加稳定的行驶性能和更强的动力性能。日常巡航,进入经济模式,前电机“休眠”省电;想体验驾驶乐趣,进入运动模式,双电机协同发力。

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