800V電機技術瓶頸如何突破？

根據各大車企的布局，2022年將迎來基于800V電壓平臺的新車浪潮。與整車高壓電架構相關的部件或系統面臨升級，如動力電池、電驅動、充配電系統、DC/DC等。馬瑞利也在這個時候抓住了機會，推出了800V電機。

800V高壓平臺將成為風口。

新能源汽車浪潮發展至今，400V低壓平臺逐漸在主流純電動汽車中普及。2019年，首次采用800V平臺的量產車保時捷Taycan Turbo S全球首發。目前，廣汽愛安、比亞迪、小鵬、吉利、理想等一批自主品牌車企也開始布局800V平臺。可以預見，800V高壓平臺將成為下一個技術風口。

圖片來源:馬瑞利官網

800V高壓平臺是指車輛電池系統、充電系統、電驅動系統均采用800V電壓電子架構平臺。與低壓平臺相比，高壓平臺具有明顯的優勢:

首先可以提高車輛的牽引功率，改善動力性能。

其次，在相同的電流下，車輛的充電功率和電機功率都有所提高，也就是說車輛的充電時間縮短了。與400V電機相比，在電池電量相同的情況下，充電時間幾乎可以縮短一半。

圖片來源:馬瑞利

800V高壓平臺的量產之路并非一帆風順，面臨諸多制約因素。一旦車輛電壓平臺提高到800V，電池組、BMS、DC/DC、電機控制器和電機都需要為高電壓平臺開發。

此外，電池在高電壓下穩定性下降，衰減和起火風險增加；為了承受800V的高電壓，DC電壓逆變器的IGBT的元件芯片材料也需要更換為碳化硅，這直接導致了成本的增加。目前市面上的充電樁多為60kW、120kW，需要對現有充電樁進行升級，以滿足800V平臺的高快充要求。馬瑞利有相應的解決方案，可以用現有的400V充電樁為800V系統充電。

可見，800V高壓平臺開發周期長，成本高，需要供應鏈、技術研發、整車成本、充電網絡的支持。

如上所述，過渡到800V高壓平臺時，包括電池組、BMS、電機在內的整個系統都需要針對800V系統進行重新設計。在技術的研究和應用中，這是一個牽一發而動全身的大工程。

圖片來源:馬瑞利官網

多方案電機設計面臨難題

一項新技術的開發和推廣，顯然會有各種技術上的困難和挑戰。“三電”系統作為新能源汽車的核心，可以直接影響車輛的性能，而電機系統是其中最重要的一個。與400V電氣系統相比，800V電氣系統在電機設計上也有很大不同。

圖片來源:馬瑞利

提高電機效率是電機技術發展的目的。所謂扁線電機和圓線電機的區別在于銅線的纏繞成型方式不同。扁線電機的槽滿率比圓線高，意味著同樣的空間可以容納更多的銅線，截面積更大，在低頻和高頻運行的情況下整體電阻會更小，發熱也會比圓線小，所以線損會更小。基于這個優勢，扁線電機的能量轉換效率會更高。

扁線在電阻和熱傳導方面都優于圓線，所以馬瑞利從開始設計驅動電機就一直采用扁線技術。

圖片來源:馬瑞利

切換到800V高壓平臺時，電流紋波變大后會產生高頻諧波，高頻諧波也會產生熱損耗。高溫會造成磁體性能下降，還可能發生退磁，導致電機性能下降，容易引發各種風險。為此，馬瑞利提出，磁加熱的問題需要以分層的方式來解決。隨著層數的增加，磁損耗可能會逐漸降低。具體的分層數量和厚度需要針對每臺電機具體分析。馬瑞利有相應的設計經驗和數據對分層數的具體最優解做出相應的計算和設計。

圖片來源:馬瑞利

在電機運行過程中，由于電磁感應的原理，電機的轉子和外殼之間會產生電壓。由于軸電壓的存在，軸承內外圈的電位差會產生軸電流，軸承的轉動容易產生電火花。在高溫條件下，電火花容易腐蝕軸承，導致軸承內表面熔化、剝落，導致軸承噪聲增大，使用壽命降低。

這樣看來，控制軸電流是防止軸承電蝕的關鍵。然而，在研發過程中，馬瑞利發現，如果只是簡單地在電機的特定結構上增加絕緣，軸電流就會腐蝕齒輪箱中的軸承。

因此，馬瑞利選擇集中精力降低電壓。根據數學模型預測的轉子和外殼之間的電壓變化，馬瑞利開發了降低軸電流和外殼電壓的設計，并應用了des……最終達到降低轉子與外殼間電壓，減少電蝕的目的。

一般來說，在電機方面，800V高壓系統對軸承的防腐和絕緣要求更為嚴格。從理論設計到實際應用，馬瑞利花了相當長的時間來解決各種問題。可見，800V高壓平臺量產能落地還有很長的路要走。

深耕多年，經驗豐富，打造成熟技術

新能源汽車目前正處于快速發展期。隨著汽車市場向新能源的轉型，從長遠來看，車企推出更多搭載高壓平臺的新車是必然選擇。

馬瑞利深耕汽車行業多年，致力于汽車系統和零部件的設計和生產，在汽車零部件和高科技系統的設計和制造方面處于領先地位。秉承對高水平技術和精益生產技術的追求，馬瑞利從驅動電機研發之初就采用了扁線技術，到現在已經10多年了。馬瑞利從三年多的800V量產經驗中，獲得了磁體發熱、軸承電腐蝕等問題的解決方案。隨著電機設計的發展和完善，電機設計的連續性能/峰值性能可以超過60%。

圖片來源:馬瑞利官網

掌握先進技術沒有捷徑，需要日復一日的研發過程。自2019年以來，馬瑞利生產了第一臺800V電機。經過三年的量產實踐，產品打造日趨成熟，生產工藝也更加完善。

消費者對車輛性能的要求越來越高，新技術投射到市場上的需求也越來越迫切。目前高壓平臺量產之路還在探索中，但一旦技術瓶頸被突破，新賽道各方玩家勢必蜂擁而至。蛋糕只有那么大。只有提前進入市場搶占先機，積極掌握新技術，才能在面對市場變化時更加從容。

(以上內容來自2022年6月24日加斯帕主辦的2022中國汽車電驅動及關鍵技術——云論壇上，馬瑞利電機設計經理回宇發表的主題演講《800V電機技術》。)根據各大車企的布局，2022年將迎來基于800V電壓平臺的新車浪潮。與整車高壓電架構相關的部件或系統面臨升級，如動力電池、電驅動、充配電系統、DC/DC等。馬瑞利也在這個時候抓住了機會，推出了800V電機。

800V高壓平臺將成為風口。

新能源汽車浪潮發展至今，400V低壓平臺逐漸在主流純電動汽車中普及。2019年，首次采用800V平臺的量產車保時捷Taycan Turbo S全球首發。目前，廣汽愛安、比亞迪、小鵬、吉利、理想等一批自主品牌車企也開始布局800V平臺。可以預見，800V高壓平臺將成為下一個技術風口。

圖片來源:馬瑞利官網

800V高壓平臺是指車輛電池系統、充電系統、電驅動系統均采用800V電壓電子架構平臺。與低壓平臺相比，高壓平臺具有明顯的優勢:

首先可以提高車輛的牽引功率，改善動力性能。

其次，在相同的電流下，車輛的充電功率和電機功率都有所提高，也就是說車輛的充電時間縮短了。與400V電機相比，在電池電量相同的情況下，充電時間幾乎可以縮短一半。

圖片來源:馬瑞利

大規模生產之路……800V高壓平臺并非一帆風順，它面臨著諸多制約因素。一旦車輛電壓平臺提高到800V，電池組、BMS、DC/DC、電機控制器和電機都需要為高電壓平臺開發。

此外，電池在高電壓下穩定性下降，衰減和起火風險增加；為了承受800V的高電壓，DC電壓逆變器的IGBT的元件芯片材料也需要更換為碳化硅，這直接導致了成本的增加。目前市面上的充電樁多為60kW、120kW，需要對現有充電樁進行升級，以滿足800V平臺的高快充要求。馬瑞利有相應的解決方案，可以用現有的400V充電樁為800V系統充電。

可見，800V高壓平臺開發周期長，成本高，需要供應鏈、技術研發、整車成本、充電網絡的支持。

如上所述，過渡到800V高壓平臺時，包括電池組、BMS、電機在內的整個系統都需要針對800V系統進行重新設計。在技術的研究和應用中，這是一個牽一發而動全身的大工程。

圖片來源:馬瑞利官網

多方案電機設計面臨難題

一項新技術的開發和推廣，顯然會有各種技術上的困難和挑戰。“三電”系統作為新能源汽車的核心，可以直接影響車輛的性能，而電機系統是其中最重要的一個。與400V電氣系統相比，800V電氣系統在電機設計上也有很大不同。

圖片來源:馬瑞利

提高電機效率是電機技術發展的目的。所謂扁線電機和圓線電機的區別在于銅線的纏繞成型方式不同。扁線電機的槽滿率比圓線高，意味著同樣的空間可以容納更多的銅線，截面積更大，在低頻和高頻運行的情況下整體電阻會更小，發熱也會比圓線小，所以線損會更小。基于這個優勢，扁線電機的能量轉換效率會更高。

扁線在電阻和熱傳導方面都優于圓線，所以馬瑞利從開始設計驅動電機就一直采用扁線技術。

圖片來源:馬瑞利

切換到800V高壓平臺時，電流紋波變大后會產生高頻諧波，高頻諧波也會產生熱損耗。高溫會造成磁體性能下降，還可能發生退磁，導致電機性能下降，容易引發各種風險。為此，馬瑞利提出，磁加熱的問題需要以分層的方式來解決。隨著層數的增加，磁損耗可能會逐漸降低。具體的分層數量和厚度需要針對每臺電機具體分析。馬瑞利有相應的設計經驗和數據對分層數的具體最優解做出相應的計算和設計。

圖片來源:馬瑞利

在電機運行過程中，由于電磁感應的原理，電機的轉子和外殼之間會產生電壓。由于軸電壓的存在，軸承內外圈的電位差會產生軸電流，軸承的轉動容易產生電火花。在高溫條件下，電火花容易腐蝕軸承，導致軸承內表面熔化、剝落，導致軸承噪聲增大，使用壽命降低。

這樣看來，控制軸電流是防止軸承電蝕的關鍵。然而，在研發過程中，馬瑞利發現，如果只是簡單地在電機的特定結構上增加絕緣，軸電流就會腐蝕齒輪箱中的軸承。

因此，馬瑞利選擇集中精力降低電壓。根據數學模型預測的轉子和外殼之間的電壓變化，馬瑞利開發了降低軸電流和外殼電壓的設計，并應用了des……最終達到降低轉子與外殼間電壓，減少電蝕的目的。

一般來說，在電機方面，800V高壓系統對軸承的防腐和絕緣要求更為嚴格。從理論設計到實際應用，馬瑞利花了相當長的時間來解決各種問題。可見，800V高壓平臺量產能落地還有很長的路要走。

深耕多年，經驗豐富，打造成熟技術

新能源汽車目前正處于快速發展期。隨著汽車市場向新能源的轉型，從長遠來看，車企推出更多搭載高壓平臺的新車是必然選擇。

馬瑞利深耕汽車行業多年，致力于汽車系統和零部件的設計和生產，在汽車零部件和高科技系統的設計和制造方面處于領先地位。秉承對高水平技術和精益生產技術的追求，馬瑞利從驅動電機研發之初就采用了扁線技術，到現在已經10多年了。馬瑞利從三年多的800V量產經驗中，獲得了磁體發熱、軸承電腐蝕等問題的解決方案。隨著電機設計的發展和完善，電機設計的連續性能/峰值性能可以超過60%。

圖片來源:馬瑞利官網

掌握先進技術沒有捷徑，需要日復一日的研發過程。自2019年以來，馬瑞利生產了第一臺800V電機。經過三年的量產實踐，產品打造日趨成熟，生產工藝也更加完善。

消費者對車輛性能的要求越來越高，新技術投射到市場上的需求也越來越迫切。目前高壓平臺量產之路還在探索中，但一旦技術瓶頸被突破，新賽道各方玩家勢必蜂擁而至。蛋糕只有那么大。只有提前進入市場搶占先機，積極掌握新技術，才能在面對市場變化時更加從容。

(以上內容來自2022年6月24日加斯帕主辦的2022中國汽車電驅動及關鍵技術——云論壇上，馬瑞利電機設計經理回宇發表的主題演講《800V電機技術》。)

標簽：埃安保時捷比亞迪Taycan發現

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