上海
近日，星驱科技最新研发一款SPEED 高速电机，最高转速可达 24,000rpm，功率密度达 14kW/kg。
星驱如何实现2.4万rpm
据星驱科技的介绍，高速电机的设计面临两个主要挑战，分别是高强度转子设计和冷却散热问题。
针对这两大挑战，星驱科技SPEED 高速电机通过优化设计转子磁桥结构，配备高强度硅钢片，大幅提高了电机高速运行下的可靠性、安全性，迈向更高的工作转速。另外，星驱科技采用了前沿的冷却技术，即定子铁芯独特的特殊冷却流道设计、集成喷射的端部导油环设计及转子内置的双向散热通道设计。这些设计创新大幅改善了电机的冷却，完美解决了电机端部绕组局部热点问题，并且提高了电机持续运行性能。
我们看到，星驱科技一直在追求高性能电驱动系统。其在2023 IAA展上展出一款全新超高性能 800V 电驱系统一EDU P900。该电驱系统采用 hairpin 扁线绕组技术，搭配 0.2 毫米硅钢片等先进技术及材料，实现 450kW的峰值功率及 630N·m 的峰值扭矩，助力路特斯 Eletre R+ 跻身 2 秒俱乐部。
向2.5万转发展
高速电机，是电驱动系统技术发展趋势“三高一低”之一，目的或是在保持电机体积重量不变的情况下提高功率，从而提升动力性能，打造更高极速和更快加速度的高性能车；或者在功率不变的情况下，做小扭矩，减小尺寸和重量，从而做高功率密度，将成本降下来。
根据NE时代整理的电驱动配套数据，目前，14,000~16,000rpm是主流。部分高性能轿车对16,000~19,000rpm的电机也批量应用。市面上最高转速的新能源汽车保持者仍然是特斯拉，高达19,000rpm，其次是小鹏汽车搭载的18,000rpm峰值转速的电驱。
不少车企和Tier 1也推出了高达2万转的电机。如比亚迪“易四方”平台最高转速20,500rpm；哪吒汽车浩智电驱的驱动电机20,000rpm的加持下，整车的最高车速可达230km/h；博格华纳永磁同步电机峰值转速可以达到20,000rpm以上；日立Astemo电机转速22,000rpm……
未来，电机转速会进一步提高，会达到25,000rpm甚至以上，以更高的转速来完成电机的小型化。
技术和成本的双重挑战
电机向2万转以上发展的趋势明显，但如星驱所述，需要突破转子强度、冷却散热、轴承等问题。
高转速电机中，转子需要克服高离心力的挑战。为了保证转子强度，部分企业或采用高强度硅钢片，或在转子上缠绕碳钎维，或者两种方案同步应用。目前，特斯拉已经批量生产碳纤维转子，主要作用是满足高速需求、增加扭矩等。博格华纳在今年4月份分享了一款2.5万转碳纤维转子。另外，智新科技的马赫动力、汇川联合动力、天蔚蓝等皆推出了碳纤维转子。
关于冷却散热，高速带来的最直接的挑战就是冷却。目前，不少驱动电机都在冷却上下功夫，为了均衡冷却采用油冷，如今为了追求转矩极限、功率极限，对热管理技术进行深入研究。如博格华纳曾展示的向心式油冷技术，通过铁芯凸起的油路结构和油孔设计，使冷却液充分覆盖绕组，可以做到喷淋无死角，冷却均匀效果更明显。舍弗勒推出定子槽内冷却技术，在绕组之间放置冷却液。Lucid齿轭开槽油冷，让油更靠近热源铜线，最大程度进行降温。
NE时代了解到，国外从2016年，国内从2018年开始，电机转速提高到16,000rpm以上，润滑油的粘度普遍较低，油膜耐电压能力下降，经过2-6万千米整车运行，相继出现轴承电腐蚀问题。合理的轴承电腐蚀防护措施会成为必然。目前，导电轴承、导电碳刷、导电环等导电方案，与陶瓷球轴承等绝缘方案共用，解决轴承电腐蚀问题。
针对2万转以上驱动电机，行业已经出现不少解决方案，但是成本问题仍然是高速电机批量化应用面前的障碍。如小鹏汽车曾指出，站在零部件的角度，目前为止在2万转以内，对于传动系统包括轴承和油封，从功能实现和成本的角度能够达到均衡。在2万转以上，能不能产品化，实现车规级的批量化生产，可能会麻烦一些。
不过，小鹏同样认为，接下来一两年行业将向2万转发展，高速电机会慢慢成为行业的主流。至于2.5万转，将会出现成本核算的均衡问题。因此，高速电机到底要多“高速”，将取决于主机厂与Tier 1对性能和成本的均衡考虑，以及对应用场景的考量，如是否出口到具有“高速天堂”之称的欧洲市场。
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