Проект электрического привода под руководством Nio получил Первую премию на премии за достижения в науке и технологии 2026 года Китайского общества автомобильных инженеров (China-SAE), с недавно раскрытыми данными, показывающими плотность мощности мотора 19,06 кВт/кг, плотность мощности контроллера 226,92 кВт/л и пиковую мощность зарядки с повышением напряжения 202,78 кВт.
Объявленная 28 октября, награда признает систему электрического привода с непрерывной волновой обмоткой на 925 В, разработанную Nio, Университетом Тунцзи, Харбинским университетом науки и технологии и Баошаньским металлургическим заводом. Проект охватывает три области: массовое производство высоковольтных изолированных непрерывных обмоток, интеграцию термического управления в компактный приводной блок и повторное использование аппаратного обеспечения электрического привода для зарядки с повышением напряжения.
Технология поступила в массовое производство в декабре 2024 года и сейчас используется в нескольких моделях Nio и Onvo. Раскрытия награды подробно описывают производственные проблемы, связанные с дизайном обмотки, особенно с формированием длинных жестких медных проводников без повреждения их изоляции.
Плотность мотора и архитектура 925 В
Проект сообщает о плотности мощности мотора 19,06 кВт/кг и плотности мощности контроллера 226,92 кВт/л. Эти цифры описывают отдельные компоненты и не должны напрямую сравниваться с рейтингами для полных интегрированных приводных блоков, которые могут включать редуктор, дифференциал, инвертор и корпус.
Архитектура 925 В предъявляет более высокие требования к изоляции обмотки, что делает выбор материалов и согласованность производства центральными для разработки.
Как Nio индустриализировала непрерывную волновую обмотку
Архитектура W-Pin от Nio использует непрерывные прямоугольные медные проводники, сформированные в обмотке статора, вместо сборки многочисленных отдельных медных сегментов путем изгиба и сварки.
Процесс производства использует 12 плоских медных проводов, каждый длиной пять метров, которые точные инструменты формируют в 24 изгиба. Их длина и жесткость затрудняют сохранение геометрии проводника и изоляции во время формирования.
Инженерная команда изначально попробовала метод изгиба с переворотом на 180 градусов. Повторное вращение проводников привело к их растяжению и угрожало целостности изоляции. Команда отказалась от этого подхода в пользу плоского процесса формирования, который изгибает провода без повторного вращения.
В результате процесс контролирует слой изоляции до 0,14 мм и сохраняет допуски сборки мотора в пределах 0,02 мм. Повреждение непрерывного проводника или его изоляции может нарушить сборку обмотки.
В отличие от традиционных обмоток с «петлями», которые используют отдельные медные сегменты, соединенные на концах, непрерывный дизайн уменьшает количество промежуточных электрических соединений. Это требует точного контроля положения проводника и изоляции на протяжении всего производства.
Выносливость при высоком напряжении и зарядка с повышением напряжения
Архитектура 925 В предъявляет дополнительные требования к электрической изоляции, особенно при быстром переключении силовой электроники на основе карбида кремния (SiC).
Тестирование включало 1 300 часов непрерывной работы при высокой температуре без сбоев. Отдельная программа на большой высоте накопила более 500 часов в смоделированных условиях на высоте 5 500 метров, сочетая длительную работу при высоком напряжении, переключение до 15 000 раз в секунду и резкие увеличения скорости мотора.
Другие тесты включали трехосные случайные вибрации до 5,5g и воздействие температур от -40°C до +85°C в течение более двух месяцев. Пониженное атмосферное давление на большой высоте может снизить диэлектрическую прочность воздушных зазоров, увеличивая требования к изоляции обмотки.
Система привода также включает зарядку с повышением напряжения, повторно используя аппаратное обеспечение электрического привода вместо того, чтобы требовать отдельный специализированный повышающий преобразователь. Обмотки мотора обеспечивают индуктивность, необходимую для преобразования напряжения, в то время как устройства переключения инвертора контролируют процесс.
Это позволяет повышать входное постоянное напряжение от инфраструктуры зарядки с более низким напряжением для высоковольтной батареи. Проект сообщает о пиковом напряжении зарядки с повышением напряжения 202,78 кВт, хотя фактическая мощность зависит от зарядного устройства и условий эксплуатации автомобиля.
Производство в моделях Nio и Onvo
Nio начала разрабатывать технологии электрического привода в 2015 году и с тех пор прошла через четыре поколения. Система непрерывной волновой обмотки поступила в массовое производство в декабре 2024 года, при этом раскрытия проекта сообщают о производстве в масштабе миллиона единиц.
Технология используется в моделях Nio ET9, ES8 и ES9, а также в Onvo L90 и L80. Проект также упоминает 146 зарегистрированных патентов и вклад в шесть национальных стандартов автомобилестроения Китая.
Технический дебют Nio ET9 представил направление высоковольтного электрического привода компании.