新能源汽车“心脏”有多重要?重庆这家工厂一年花1.2亿元搞研发

2024-10-30 15:22

今年前三季度,重庆汽车产业增加值同比增长25.9%,为全市工业经济提供主要支撑。此前,重庆日报联合两江新区推出的“重庆重返‘中国汽车第一城’的奥秘”系列报道,讲述我市整车企业“向‘新’而行”的故事,收获热烈反响。


汽车产业发展态势向好,与全产业链的鼎力相助密不可分。纵观重庆,两江新区拥有最完善的汽车产业配套体系,有200多家配套企业。即日起,重庆日报再次联合两江新区,从研发创新、产业配套、人才供给等层面,讲述“中国汽车第一城”的新能源汽车产业“链事”


核心提示

心脏健康,对每个人来说至关重要。汽车也是如此,特别是新能源汽车,车身重量普遍高于同等级燃油车,如何让新能源汽车拥有健康的“心脏”?


一个满身肌肉的壮汉,却有颗孱弱的心脏,这能称得上健康吗?


答案显然是否定的。


对新能源汽车而言,同样如此。电机就是新能源汽车的心脏。而定转子又是电机的核心模块,它的品质,直接关系着新能源汽车“心脏”的健康程度。


在两江新区龙盛新城,就有一家专攻新能源汽车定转子总成的企业——信质集团重庆工厂。目前,它正以每天生产750套定转子总成的速度,为重庆新能源汽车提供“心脏”。而为确保这些“心脏”的健康,信质集团重庆工厂仅2023年一年,就花了1.2亿元来搞专项研发。

▲近日 ,位于两江新区龙盛新城的信质集团重庆工厂,新能源汽车定子总成线正在有序生产。记者 张锦辉 摄/视觉重庆





动力要足表现要稳

“心脏”健康要求有点高





在信质集团重庆工厂,记者看到了定转子总成。


这颗“心脏”的外表普通,就是一个端头布线的金属圆柱体,直径大约20厘米,高度和一瓶普通的矿泉水差不多。它由定子和转子组成,定子的主要作用是产生旋转磁场,而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割,进而产生电流,驱动电机旋转。


▲两江新区龙盛新城的信质集团重庆工厂,新能源汽车定子总成线上的机器手臂正在操作铁芯上料。记者 张锦辉 摄/视觉重庆


对消费者来说,新能源汽车的“心脏”当然是动力越大、表现越稳越好。但这种“既要又要”的需求,并不容易满足。在信质集团重庆工厂落地之前,重庆没有生产高品质定转子的本土厂家。


信质集团重庆工厂,则一出手就挑战高难度,主要生产制造高槽满率、油冷、高转速新能源汽车驱动电机定转子总成。


‌高满槽率 ·


是指线圈放入定子槽内后占用槽内空间的比例达到较高水平,一般指定子的槽满率超过75%。而信质集团重庆工厂的定子槽满率,达到了93%。

油冷 ·


是指用油来对定转子进行冷却。使用油冷,能够更精确和高效地冷却转子和定子之间的狭小间隙等高温区域,在散热效率和热管理精度上优于传统风冷和水冷。

高转速·


对转子的材料和品质是双重考验。信质电机重庆工厂使用的是高质量的硅钢材料,磁感应强度高、磁导率强。“小身材大本领”,可以有效降低电机体积。

不仅有挑战高难度的胆量,且将其落地生产,信质集团底气何在?


“集团有一个400多人的研发中心,专门查找、解决电机的各类技术问题。”信质集团重庆工厂总经理李海龙说,2023年,信质集团的研发费用达到了1.2亿元左右,用高投入,支撑“心脏”健康。





拿出看家功夫

消除汽车的“动脉孔洞”





按说,信质集团对电机尽在掌握——它是全球汽车发电机龙头企业,占全球45%份额。但在重庆工厂,信质集团还是拿出了看家功夫。


一切只因“心脏”太重要。它的上限,会决定新能源汽车的“零百”加速,下限则影响着新能源汽车的稳定性、行驶噪音等表现。


而要让“心脏”更健康,必须解决一个行业难题——消除转子气孔。



制造转子,需要将700摄氏度以上的高温液态铝注入模具,在高压状态下瞬间成型。但在此过程中,由于液体的冷却不均匀等问题,转子端环的内部很可能产生气泡和气孔。


由于转子需要高速旋转,几个细如发丝的气孔,就有可能导致电机性能下降,运转中发生故障。犹如人的心脏动脉上开了个洞,不仅不敢使劲儿,还可能有生命危险。


解决这个问题,有多种思路:改进转子模具、后期通过X光等探查气孔并二次消除等,平均来看,可以消除90%的气泡和气孔。


但信质集团再次选择了挑战高难度。经过大量研发,信质集团开发出“转子端环气孔消除双挤压工艺”,把问题解决在萌芽状态。通俗地说,这种工艺在传统的注铝一次成型基础上,增加了挤压工序。它像一只“无情铁手”,对处于高温熔融状态下的端环进行整形挤压,把气泡挤破,气孔合拢。
▲位于两江新区龙盛新城的信质集团重庆工厂,机器手臂正在新能源汽车转子线作业。记者 张锦辉 摄/视觉重庆


由此,转子端环内部的气泡和气孔消除率可提高到95%,高于行业水平。并且,在转子的成型环节就解决气孔问题,就不会影响后续的生产效率。


目前,信质集团已经获得了上述工艺的新型实用专利授权。





30多年经验

为“心脏”健康保驾护航





凭借充足的技术底气,信质集团还把30多年来沉淀的发展经验,活用到了重庆工厂的产线上。


具体来说,以生产定转子总成为例,信质集团根据以往生产经验,先用计算机辅助模拟生产工艺流程,再分析试验结果,调整质量控制工艺和程序,最终确定生产工艺流程。这样一来,就能尽可能避免在实际生产中走弯路。


生产过程中,“我们‘精工出细活’,用上了公司最好的设备。”李海龙说,除了前述设备,重庆工厂还引进了高速冲床、CT探伤设备、超声波清洗机、大型龙门加工中心等先进设备,在国内同行业中处于领先水平。


这些设备覆盖了
电机定子、转子研发、生产、
试验、检测的全过程,
确保每一个零部件都足够可靠。


在精密模具设计上,信质集团先后获得了200余项专利。通过前述的顶尖加工设备助力,精密模具可以实现600冲次/分以上速度、微米级的加工精度、数亿次的冲压稳定度,保证每一颗“心脏”都严丝合缝,动力充沛。


▲位于两江新区龙盛新城的信质集团重庆工厂,工人正在新能源汽车转子线监测磁钢机作业。记者 张锦辉 摄/视觉重庆


值得一提的是,今年5月,信质集团重庆工厂二期项目也正式签约,拟在两江新区建设年产100万台新能源汽车三合一电机总成项目,进一步补齐我市智能网联新能源汽车产业发展短板,未来也将带动一批产业链上下游企业落地,形成集群效应,推动我市汽车产业加速迈向“新四化”。

源:新重庆-重庆日报
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