精进百思特电动 ( 上海 ) 有限公司  原总经理  蔡蔚 

在蔡蔚看来，汽车产业是公路交通的重中之重，“汽车核 心零部件强，则我国汽车产业强”。 

    前不久，随着吉利汽车、中通客车等国内知名车企 的电动车下线，精进百思特电动（上海）有限公司（以 下简称精进电动）牵头研发的新能源汽车高性能永磁电 机已经装机超 7 万台。

从功率密度 4.2 ～ 5.3kW/kg 的第一代圆股线绕组 电机，到功率密度 6.3kW/kg 的第二代扁铜线绕组电机， 永磁电机的产品和样件指标，均比肩或超过欧美日韩等 一线汽车电机制造商的产品水平。

    两年来，精进电动等 17 家单位在国家“十三五”重 点研发计划新能源汽车驱动电机专项中，带动上游产业 链突破技术瓶颈、填补了多项国家技术和产品空白。其 中，高端稀土永磁体的重稀土使用量，降低近 50%；绝 缘材料长期耐温超 200℃，圆电磁线耐电晕寿命达国标 数倍以上；漆包扁线耐电晕寿命大于 90 小时……

    部分曾经依赖进口的原材料、核心部件与器件等已 经实现自主研发和生产，有的材料不仅使用寿命比国外 翻番，成本也仅为国外的六成。

    截至 2019 年 6 月 30 日，该项目的第一代圆股线绕组电机累计在乘用车装车 6.8 万台，商用车装车近 4000 台。

比肩世界一流汽车电机制造商

    新能源汽车的发展离不开电驱动的核心零部件—— 电机系统。高速高效高可靠性的电机，能让新能源电动 车的能耗更低、寿命更长。

    电机的电流是靠绕组传导的，绕组之间以及绕组与 铁芯之间需要绝缘。而低电阻和绝缘可靠是对电机绕组 的基本要求。

    21 世纪初，知名电机专家蔡蔚就曾发明  “发卡式绕组” 电机，后被应用于通用汽车雪弗兰 Tahoe 混合动力车， 这是全球第一个“发卡式绕组”电机在汽车电驱动领域的 应用。

    自 2017 年启动国家重点研发计划以来，蔡蔚作 为专项负责人带领精进电动等单位，完成了功率密度 4.2kW/kg 的第一代圆股线绕组电机的技术创新、批量生 产与装车应用。

    同时，第二代扁电磁线绕组电机也已经完成样件制 造和性能测试，进入试验认证环节。通过巧妙设计，他 们解决了多并联支路波形绕组排布拓扑问题，调节冷却 和焊接参数，攻克多套薄扁线电机绕组制造难题，提高 了电机极对数和转速，把电机做得更小，铜线、硅钢片 等材料用得更少，单位功率耗材更少，性价比更高。

    “功率密度从 4.3kW/kg 提高到 6.3kW/kg，超过了 美国通用 Bolt 电机 4.6kW/kg 的功率密度和宝马 i3 电机 的 3.8kW/kg 的功率密度，也超过了美国规划的其 2025 年新能源汽车电机 5.7kW/kg 的指标。”蔡蔚说。

    在此基础上，第三代换位导体绕组电机也已经启动 研发。

重稀土用量降五成

    全球新能源汽车电驱动中，永磁电机占比近 90%。 在永磁体中加入镝、铽等重稀土，可以保持剩磁并提高 矫顽力。“但是，重稀土在稀土矿中的储量较少，而随 着新能源电动车的普及，国内外大规模生产稀土永磁电 机，重稀土的使用将会面临资源短缺瓶颈。”蔡蔚说， 一些发达国家已经将低重稀土永磁体用于电机产品中。

    《中国的稀土状态与政策》白皮书曾指出，中国以 23% 的稀土资源承担了世界 90% 以上的市场供应。

    但我国的稀土永磁体制备和永磁电机曾长期受 制于日本。“以前日本买中国的稀土永磁原材料， 做成永磁体甚至电机后，再高价卖给我们或出口欧 美。”蔡蔚说。

    如何高效使用重稀土资源，以避免资源短缺又降低 成本？在该项目中，蔡蔚牵头，联合烟台首钢磁性材料 股份有限公司，研发渗滴技术和晶格细化技术，将重稀 土使用量最高减少五成。“以往，往往会把镝或铽等重 稀土，像揉面一样，与其他永磁体原材料揉在一起。现 在通过细化晶格，将重稀土渗入磁体，哪里需要渗到那 里，用量少而精准。”

    蔡蔚介绍，研发人员们用晶粒度细化和微观结构一 致性工艺，填补了国内细粉工艺的空白，量产 35EH 磁 体的镝含量，由 7wt% ～ 8wt% 降低到 5wt%，减少重稀 土使用量 20% 以上。同时，他们将细粉工艺与扩散工艺 相结合，42EH 磁体的铽含量，由 8wt% 降低到等效镝 4.5%，减少重稀土使用量 40% ～ 50%。

部分绝缘材料耐电晕寿命大幅提高

    作为新能源汽车的心脏，驱动电机中有很多电磁线。 电磁线和绝缘材料如果耐受不了电机运行中的高电压、 高温、高电压变化率，就容易被击穿，降低电机使用寿命。

    而我国生产的耐电晕绝缘材料，其原料基本来自国 外厂家，“例如纳米粒子改性聚酯亚胺等原材料和耐电 晕柔软复合纸等，随时会遭遇卡脖子。”蔡蔚说，卖方 市场的强势，让国内用户无可奈何。

    在该项目中，蔡蔚联合苏州巨峰绝缘材料有限公司 （以下简称巨峰），用纳米粒子与漆包线漆基体树脂的 复合技术，突破纳米粒子在漆包线漆基体树脂中难分散 的技术瓶颈，制备了均匀分散的纳米分散液，成功制备 耐电晕漆包线漆。

    目前，巨峰研发的耐电晕聚酯亚胺浸渍树脂，长期 使用温度超过 200℃。其研发的耐电晕漆包扁线耐电晕 实验寿命大于 90 小时，填补了国内空白，超过了国际 竞争对手的指标。耐电晕漆包圆线耐电晕寿命大于 100 小时，达国家标准要求的 10 倍以上。

    2019 年 9 月，中共中央、国务院印发了《交通强 国建设纲要》，强化前沿关键科技研发，瞄准新一代信 息技术、人工智能、智能制造、新材料、新能源等世界 科技前沿，被写入《纲要》。在蔡蔚看来，汽车产业是 公路交通的重中之重，“汽车核心零部件强，则我国汽 车产业强”。