精進百思特電動 ( 上海 ) 有限公司  原總經理  蔡蔚 

在蔡蔚看來，汽車產業是公路交通的重中之重，“汽車核 心零部件強，則我國汽車產業強”。 

    前不久，隨著吉利汽車、中通客車等國內知名車企 的電動車下線，精進百思特電動（上海）有限公司（以 下簡稱精進電動）牽頭研發的新能源汽車高性能永磁電 機已經裝機超 7 萬臺。

從功率密度 4.2 ～ 5.3kW/kg 的第一代圓股線繞組 電機，到功率密度 6.3kW/kg 的第二代扁銅線繞組電機， 永磁電機的產品和樣件指標，均比肩或超過歐美日韓等 一線汽車電機制造商的產品水平。

    兩年來，精進電動等 17 家單位在國家“十三五”重 點研發計劃新能源汽車驅動電機專項中，帶動上游產業 鏈突破技術瓶頸、填補了多項國家技術和產品空白。其 中，高端稀土永磁體的重稀土使用量，降低近 50%；絕 緣材料長期耐溫超 200℃，圓電磁線耐電暈壽命達國標 數倍以上；漆包扁線耐電暈壽命大于 90 小時……

    部分曾經依賴進口的原材料、核心部件與器件等已 經實現自主研發和生產，有的材料不僅使用壽命比國外 翻番，成本也僅為國外的六成。

    截至 2019 年 6 月 30 日，該項目的第一代圓股線繞組電機累計在乘用車裝車 6.8 萬臺，商用車裝車近 4000 臺。

比肩世界一流汽車電機制造商

    新能源汽車的發展離不開電驅動的核心零部件—— 電機系統。高速高效高可靠性的電機，能讓新能源電動 車的能耗更低、壽命更長。

    電機的電流是靠繞組傳導的，繞組之間以及繞組與 鐵芯之間需要絕緣。而低電阻和絕緣可靠是對電機繞組 的基本要求。

    21 世紀初，知名電機專家蔡蔚就曾發明  “發卡式繞組” 電機，后被應用于通用汽車雪弗蘭 Tahoe 混合動力車， 這是全球第一個“發卡式繞組”電機在汽車電驅動領域的 應用。

    自 2017 年啟動國家重點研發計劃以來，蔡蔚作 為專項負責人帶領精進電動等單位，完成了功率密度 4.2kW/kg 的第一代圓股線繞組電機的技術創新、批量生 產與裝車應用。

    同時，第二代扁電磁線繞組電機也已經完成樣件制 造和性能測試，進入試驗認證環節。通過巧妙設計，他 們解決了多并聯支路波形繞組排布拓撲問題，調節冷卻 和焊接參數，攻克多套薄扁線電機繞組制造難題，提高 了電機極對數和轉速，把電機做得更小，銅線、硅鋼片 等材料用得更少，單位功率耗材更少，性價比更高。

    “功率密度從 4.3kW/kg 提高到 6.3kW/kg，超過了 美國通用 Bolt 電機 4.6kW/kg 的功率密度和寶馬 i3 電機 的 3.8kW/kg 的功率密度，也超過了美國規劃的其 2025 年新能源汽車電機 5.7kW/kg 的指標。”蔡蔚說。

    在此基礎上，第三代換位導體繞組電機也已經啟動 研發。

重稀土用量降五成

    全球新能源汽車電驅動中，永磁電機占比近 90%。 在永磁體中加入鏑、鋱等重稀土，可以保持剩磁并提高 矯頑力。“但是，重稀土在稀土礦中的儲量較少，而隨 著新能源電動車的普及，國內外大規模生產稀土永磁電 機，重稀土的使用將會面臨資源短缺瓶頸。”蔡蔚說， 一些發達國家已經將低重稀土永磁體用于電機產品中。

    《中國的稀土狀態與政策》白皮書曾指出，中國以 23% 的稀土資源承擔了世界 90% 以上的市場供應。

    但我國的稀土永磁體制備和永磁電機曾長期受 制于日本。“以前日本買中國的稀土永磁原材料， 做成永磁體甚至電機后，再高價賣給我們或出口歐 美。”蔡蔚說。

    如何高效使用重稀土資源，以避免資源短缺又降低 成本？在該項目中，蔡蔚牽頭，聯合煙臺首鋼磁性材料 股份有限公司，研發滲滴技術和晶格細化技術，將重稀 土使用量最高減少五成。“以往，往往會把鏑或鋱等重 稀土，像揉面一樣，與其他永磁體原材料揉在一起。現 在通過細化晶格，將重稀土滲入磁體，哪里需要滲到那 里，用量少而精準。”

    蔡蔚介紹，研發人員們用晶粒度細化和微觀結構一 致性工藝，填補了國內細粉工藝的空白，量產 35EH 磁 體的鏑含量，由 7wt% ～ 8wt% 降低到 5wt%，減少重稀 土使用量 20% 以上。同時，他們將細粉工藝與擴散工藝 相結合，42EH 磁體的鋱含量，由 8wt% 降低到等效鏑 4.5%，減少重稀土使用量 40% ～ 50%。

部分絕緣材料耐電暈壽命大幅提高

    作為新能源汽車的心臟，驅動電機中有很多電磁線。 電磁線和絕緣材料如果耐受不了電機運行中的高電壓、 高溫、高電壓變化率，就容易被擊穿，降低電機使用壽命。

    而我國生產的耐電暈絕緣材料，其原料基本來自國 外廠家，“例如納米粒子改性聚酯亞胺等原材料和耐電 暈柔軟復合紙等，隨時會遭遇卡脖子。”蔡蔚說，賣方 市場的強勢，讓國內用戶無可奈何。

    在該項目中，蔡蔚聯合蘇州巨峰絕緣材料有限公司 （以下簡稱巨峰），用納米粒子與漆包線漆基體樹脂的 復合技術，突破納米粒子在漆包線漆基體樹脂中難分散 的技術瓶頸，制備了均勻分散的納米分散液，成功制備 耐電暈漆包線漆。

    目前，巨峰研發的耐電暈聚酯亞胺浸漬樹脂，長期 使用溫度超過 200℃。其研發的耐電暈漆包扁線耐電暈 實驗壽命大于 90 小時，填補了國內空白，超過了國際 競爭對手的指標。耐電暈漆包圓線耐電暈壽命大于 100 小時，達國家標準要求的 10 倍以上。

    2019 年 9 月，中共中央、國務院印發了《交通強 國建設綱要》，強化前沿關鍵科技研發，瞄準新一代信 息技術、人工智能、智能制造、新材料、新能源等世界 科技前沿，被寫入《綱要》。在蔡蔚看來，汽車產業是 公路交通的重中之重，“汽車核心零部件強，則我國汽 車產業強”。