咱們中國近幾年的科技樹,簡直是“百花齊放”。天上的、地下的、家用的……各種黑科技層出不窮。尤其是這些年在電動汽車領域,咱們國家彎道超車,走在了新能源汽車的前端,甚至可以說引領了世界新能源的發展。
而實際上,也是直到現在有些人都不愿意換汽油車的原因,就是續航。對,沒錯,想讓新能源汽車跑得更快,更穩,走進千家萬戶,甚至今后讓你家的人形機器人更持久、更靈活,亦或者是未來飛行汽車能更快從圖紙落地,我們邁不過去的一個坎兒,就是電機。
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你腦子里是不是已經浮現出一個圓滾滾、沉甸甸的金屬大疙瘩了?其實,就在最近,中國在這個古老領域里,搞出來一個大新聞,徹底把電機這個傳統領域給玩顛覆了。怎么?不信?
時間就在6月5日的浙江金華。咱們國家的高性能軸向磁通電機研究,取得了重大的突破。
學過初中物理的咱們大概都知道,1921年,英國物理學家法拉第發明了人類第一臺電動機。這時候的電動機,其實就像個盤子,磁力線沿著轉軸方向“穿”過去,因此也被取名叫“軸向”。這臺電動機就是現代軸向磁通電機的老祖宗。
后來,因為材料和工藝問題,“軸向”設計被拋棄,大家都開始研究起“徑向磁通”電機。這種電機優點很多,比如皮實耐用,工藝簡單。如此,電機市場一下子就被徑向磁通電機統占了200年。
那最初的“軸向”電機既然已經被塵封200年了,最近咋又被咱們給請出來了呢?
原因不難,就是時代變了,需求也變了。現代的電動機、無人機、人形機器人,哪一個不是追求輕量化、輕薄化、低重量和高效率呢?傳統的徑向電機,因為結構問題,要想把功率再往上提,那體積和重量就得同比上漲,但這不符合現代需求變化的要求,點擊發展遇到瓶頸,人們才猛地想起了“軸向”的古老方案,其實本就具備著輕薄化的先天優勢。
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軸向電機,在輸出同樣動力的情況下,能把自己的重量減重約50%,厚度尺寸也能壓縮一半。這不是給電動車和機器人天選的電機嘛!所以,它就成了現在全球各國爭先搶奪的下一代電驅核心技術。不僅在我國,德國、英國、美國都在研究。
但這次,我國的盤轂動力和中科院寧波材料所,在軸向電機中的必須品“磁鋼”上,取得了優勢。
啥是磁鋼?磁鋼是電機里面產生磁場的核心材料,普通的磁鋼在高速、高溫和高負荷的軸向電機里,會容易出現“退磁”現象,一旦退磁,電機的性能就掉的厲害。
這次咱們的聯手,專門為這種軸向電機研發了一款專用磁鋼。可不是簡單的“適配”,而是在材料的配方、微觀結構、高溫穩定性上都做了大手術。結果就是,這個專用磁鋼跟電機配合得天衣無縫,磁能積、抗高溫、抗折騰的能力都大幅提升,徹底解決了普通磁鋼容易“累趴”的痛點。
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可以說,以前的老方案,電機猛是猛,但猛一會兒就虛了;現在咱們的新材料,能讓它一直猛下去,還特別耐用。
那這么猛的技術,能用在哪兒?能有多猛?
首先,就是高端新能源汽車。搭載了這種專用磁鋼的軸向磁通電機,量產產品的有效功率密度達到了25.73kW/kg。這是什么概念?就是你電機里每拿出一公斤的有效材料,它就能爆發出25.73千瓦的動力!對比傳統電機,同等動力下,它小得多、輕得多。
更嚇人的是,它的最高轉速突破了18000轉。這意味著你的車不僅可以安靜、高效地市區代步,上高速飆到120公里/小時巡航,或者需要急加速超車時,它都能從容應對,性能不衰減,可靠性還極高。
給你的直觀體驗就是:你的電動車能耗更低了,續航更實打實了,而且因為電機小了,車子底盤能留出更多空間給電池或者你的大長腿,整車設計也更靈活。這無疑給咱們國產新能源車往高端化、高性能化發展,提供了最核心的技術底氣。
現在人形機器人火得一塌糊涂,但真正的瓶頸在哪?在關節。機器人要像人一樣靈活、有力、不費電,它的“關節電機”就得又小又輕又有勁兒,還得能經得起日復一日、成千上萬次的折騰。
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在極小體積和超輕重量下,軸向磁通電機的總成扭矩密度達到了293N·m/kg,比對標的產品直接提升了22%。簡單說,就是讓機器人的關節力量更大,動作更精準,承載能力更強。以后機器人負重爬樓、做精細動作、高頻次重復勞動,都不再是問題。
更重要的是,它解決了機器人高頻作業易損耗、不穩定的行業通病,大幅降低了能耗和維修成本。為它們真正走入工廠、家庭和各行各業,掃清了最關鍵的動力障礙。
這次突破最讓圈叔激動的,不光是技術指標多牛,更是它打通了整個產業鏈。
以前,很多核心材料和部件受制于人,成本下不來,技術再好也難普及。但這次,咱們從材料配方優化、微觀結構調控、生產工藝改良……實現了全流程的自主創新。在把性能做到極致的同時,有效地控制了生產成本。
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