800V电机技术瓶颈如何突破？

根据各大车企的布局，2022年将迎来基于800V电压平台的新车浪潮。与整车高压电架构相关的部件或系统面临升级，如动力电池、电驱动、充配电系统、DC/DC等。马瑞利也在这个时候抓住了机会，推出了800V电机。

800V高压平台将成为风口。

新能源汽车浪潮发展至今，400V低压平台逐渐在主流纯电动汽车中普及。2019年，首次采用800V平台的量产车保时捷Taycan Turbo S全球首发。目前，广汽爱安、比亚迪、小鹏、吉利、理想等一批自主品牌车企也开始布局800V平台。可以预见，800V高压平台将成为下一个技术风口。

图片来源:马瑞利官网

800V高压平台是指车辆电池系统、充电系统、电驱动系统均采用800V电压电子架构平台。与低压平台相比，高压平台具有明显的优势:

首先可以提高车辆的牵引功率，改善动力性能。

其次，在相同的电流下，车辆的充电功率和电机功率都有所提高，也就是说车辆的充电时间缩短了。与400V电机相比，在电池电量相同的情况下，充电时间几乎可以缩短一半。

图片来源:马瑞利

800V高压平台的量产之路并非一帆风顺，面临诸多制约因素。一旦车辆电压平台提高到800V，电池组、BMS、DC/DC、电机控制器和电机都需要为高电压平台开发。

此外，电池在高电压下稳定性下降，衰减和起火风险增加；为了承受800V的高电压，DC电压逆变器的IGBT的元件芯片材料也需要更换为碳化硅，这直接导致了成本的增加。目前市面上的充电桩多为60kW、120kW，需要对现有充电桩进行升级，以满足800V平台的高快充要求。马瑞利有相应的解决方案，可以用现有的400V充电桩为800V系统充电。

可见，800V高压平台开发周期长，成本高，需要供应链、技术研发、整车成本、充电网络的支持。

如上所述，过渡到800V高压平台时，包括电池组、BMS、电机在内的整个系统都需要针对800V系统进行重新设计。在技术的研究和应用中，这是一个牵一发而动全身的大工程。

图片来源:马瑞利官网

多方案电机设计面临难题

一项新技术的开发和推广，显然会有各种技术上的困难和挑战。“三电”系统作为新能源汽车的核心，可以直接影响车辆的性能，而电机系统是其中最重要的一个。与400V电气系统相比，800V电气系统在电机设计上也有很大不同。

图片来源:马瑞利

提高电机效率是电机技术发展的目的。所谓扁线电机和圆线电机的区别在于铜线的缠绕成型方式不同。扁线电机的槽满率比圆线高，意味着同样的空间可以容纳更多的铜线，截面积更大，在低频和高频运行的情况下整体电阻会更小，发热也会比圆线小，所以线损会更小。基于这个优势，扁线电机的能量转换效率会更高。

扁线在电阻和热传导方面都优于圆线，所以马瑞利从开始设计驱动电机就一直采用扁线技术。

图片来源:马瑞利

切换到800V高压平台时，电流纹波变大后会产生高频谐波，高频谐波也会产生热损耗。高温会造成磁体性能下降，还可能发生退磁，导致电机性能下降，容易引发各种风险。为此，马瑞利提出，磁加热的问题需要以分层的方式来解决。随着层数的增加，磁损耗可能会逐渐降低。具体的分层数量和厚度需要针对每台电机具体分析。马瑞利有相应的设计经验和数据对分层数的具体最优解做出相应的计算和设计。

图片来源:马瑞利

在电机运行过程中，由于电磁感应的原理，电机的转子和外壳之间会产生电压。由于轴电压的存在，轴承内外圈的电位差会产生轴电流，轴承的转动容易产生电火花。在高温条件下，电火花容易腐蚀轴承，导致轴承内表面熔化、剥落，导致轴承噪声增大，使用寿命降低。

这样看来，控制轴电流是防止轴承电蚀的关键。然而，在研发过程中，马瑞利发现，如果只是简单地在电机的特定结构上增加绝缘，轴电流就会腐蚀齿轮箱中的轴承。

因此，马瑞利选择集中精力降低电压。根据数学模型预测的转子和外壳之间的电压变化，马瑞利开发了降低轴电流和外壳电压的设计，并应用了des……最终达到降低转子与外壳间电压，减少电蚀的目的。

一般来说，在电机方面，800V高压系统对轴承的防腐和绝缘要求更为严格。从理论设计到实际应用，马瑞利花了相当长的时间来解决各种问题。可见，800V高压平台量产能落地还有很长的路要走。

深耕多年，经验丰富，打造成熟技术

新能源汽车目前正处于快速发展期。随着汽车市场向新能源的转型，从长远来看，车企推出更多搭载高压平台的新车是必然选择。

马瑞利深耕汽车行业多年，致力于汽车系统和零部件的设计和生产，在汽车零部件和高科技系统的设计和制造方面处于领先地位。秉承对高水平技术和精益生产技术的追求，马瑞利从驱动电机研发之初就采用了扁线技术，到现在已经10多年了。马瑞利从三年多的800V量产经验中，获得了磁体发热、轴承电腐蚀等问题的解决方案。随着电机设计的发展和完善，电机设计的连续性能/峰值性能可以超过60%。

图片来源:马瑞利官网

掌握先进技术没有捷径，需要日复一日的研发过程。自2019年以来，马瑞利生产了第一台800V电机。经过三年的量产实践，产品打造日趋成熟，生产工艺也更加完善。

消费者对车辆性能的要求越来越高，新技术投射到市场上的需求也越来越迫切。目前高压平台量产之路还在探索中，但一旦技术瓶颈被突破，新赛道各方玩家势必蜂拥而至。蛋糕只有那么大。只有提前进入市场抢占先机，积极掌握新技术，才能在面对市场变化时更加从容。

(以上内容来自2022年6月24日加斯帕主办的2022中国汽车电驱动及关键技术——云论坛上，马瑞利电机设计经理回宇发表的主题演讲《800V电机技术》。)根据各大车企的布局，2022年将迎来基于800V电压平台的新车浪潮。与整车高压电架构相关的部件或系统面临升级，如动力电池、电驱动、充配电系统、DC/DC等。马瑞利也在这个时候抓住了机会，推出了800V电机。

800V高压平台将成为风口。

新能源汽车浪潮发展至今，400V低压平台逐渐在主流纯电动汽车中普及。2019年，首次采用800V平台的量产车保时捷Taycan Turbo S全球首发。目前，广汽爱安、比亚迪、小鹏、吉利、理想等一批自主品牌车企也开始布局800V平台。可以预见，800V高压平台将成为下一个技术风口。

图片来源:马瑞利官网

800V高压平台是指车辆电池系统、充电系统、电驱动系统均采用800V电压电子架构平台。与低压平台相比，高压平台具有明显的优势:

首先可以提高车辆的牵引功率，改善动力性能。

其次，在相同的电流下，车辆的充电功率和电机功率都有所提高，也就是说车辆的充电时间缩短了。与400V电机相比，在电池电量相同的情况下，充电时间几乎可以缩短一半。

图片来源:马瑞利

大规模生产之路……800V高压平台并非一帆风顺，它面临着诸多制约因素。一旦车辆电压平台提高到800V，电池组、BMS、DC/DC、电机控制器和电机都需要为高电压平台开发。

此外，电池在高电压下稳定性下降，衰减和起火风险增加；为了承受800V的高电压，DC电压逆变器的IGBT的元件芯片材料也需要更换为碳化硅，这直接导致了成本的增加。目前市面上的充电桩多为60kW、120kW，需要对现有充电桩进行升级，以满足800V平台的高快充要求。马瑞利有相应的解决方案，可以用现有的400V充电桩为800V系统充电。

可见，800V高压平台开发周期长，成本高，需要供应链、技术研发、整车成本、充电网络的支持。

如上所述，过渡到800V高压平台时，包括电池组、BMS、电机在内的整个系统都需要针对800V系统进行重新设计。在技术的研究和应用中，这是一个牵一发而动全身的大工程。

图片来源:马瑞利官网

多方案电机设计面临难题

一项新技术的开发和推广，显然会有各种技术上的困难和挑战。“三电”系统作为新能源汽车的核心，可以直接影响车辆的性能，而电机系统是其中最重要的一个。与400V电气系统相比，800V电气系统在电机设计上也有很大不同。

图片来源:马瑞利

提高电机效率是电机技术发展的目的。所谓扁线电机和圆线电机的区别在于铜线的缠绕成型方式不同。扁线电机的槽满率比圆线高，意味着同样的空间可以容纳更多的铜线，截面积更大，在低频和高频运行的情况下整体电阻会更小，发热也会比圆线小，所以线损会更小。基于这个优势，扁线电机的能量转换效率会更高。

扁线在电阻和热传导方面都优于圆线，所以马瑞利从开始设计驱动电机就一直采用扁线技术。

图片来源:马瑞利

切换到800V高压平台时，电流纹波变大后会产生高频谐波，高频谐波也会产生热损耗。高温会造成磁体性能下降，还可能发生退磁，导致电机性能下降，容易引发各种风险。为此，马瑞利提出，磁加热的问题需要以分层的方式来解决。随着层数的增加，磁损耗可能会逐渐降低。具体的分层数量和厚度需要针对每台电机具体分析。马瑞利有相应的设计经验和数据对分层数的具体最优解做出相应的计算和设计。

图片来源:马瑞利

在电机运行过程中，由于电磁感应的原理，电机的转子和外壳之间会产生电压。由于轴电压的存在，轴承内外圈的电位差会产生轴电流，轴承的转动容易产生电火花。在高温条件下，电火花容易腐蚀轴承，导致轴承内表面熔化、剥落，导致轴承噪声增大，使用寿命降低。

这样看来，控制轴电流是防止轴承电蚀的关键。然而，在研发过程中，马瑞利发现，如果只是简单地在电机的特定结构上增加绝缘，轴电流就会腐蚀齿轮箱中的轴承。

因此，马瑞利选择集中精力降低电压。根据数学模型预测的转子和外壳之间的电压变化，马瑞利开发了降低轴电流和外壳电压的设计，并应用了des……最终达到降低转子与外壳间电压，减少电蚀的目的。

一般来说，在电机方面，800V高压系统对轴承的防腐和绝缘要求更为严格。从理论设计到实际应用，马瑞利花了相当长的时间来解决各种问题。可见，800V高压平台量产能落地还有很长的路要走。

深耕多年，经验丰富，打造成熟技术

新能源汽车目前正处于快速发展期。随着汽车市场向新能源的转型，从长远来看，车企推出更多搭载高压平台的新车是必然选择。

马瑞利深耕汽车行业多年，致力于汽车系统和零部件的设计和生产，在汽车零部件和高科技系统的设计和制造方面处于领先地位。秉承对高水平技术和精益生产技术的追求，马瑞利从驱动电机研发之初就采用了扁线技术，到现在已经10多年了。马瑞利从三年多的800V量产经验中，获得了磁体发热、轴承电腐蚀等问题的解决方案。随着电机设计的发展和完善，电机设计的连续性能/峰值性能可以超过60%。

图片来源:马瑞利官网

掌握先进技术没有捷径，需要日复一日的研发过程。自2019年以来，马瑞利生产了第一台800V电机。经过三年的量产实践，产品打造日趋成熟，生产工艺也更加完善。

消费者对车辆性能的要求越来越高，新技术投射到市场上的需求也越来越迫切。目前高压平台量产之路还在探索中，但一旦技术瓶颈被突破，新赛道各方玩家势必蜂拥而至。蛋糕只有那么大。只有提前进入市场抢占先机，积极掌握新技术，才能在面对市场变化时更加从容。

(以上内容来自2022年6月24日加斯帕主办的2022中国汽车电驱动及关键技术——云论坛上，马瑞利电机设计经理回宇发表的主题演讲《800V电机技术》。)

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