宝马第六代励磁电机技术为什么如此“666”？
RIO 电 驱 动专注于新能源汽车及三电相关领域知识和资讯的分享。这几天，被宝马的第六代电驱系统霸屏。惊人的数据表现，体现了宝马的坚韧和创新。之前，本号多次发布关于宝马第五代的有关文章：本次发布的宝马第六代 ...
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| 这几天，被宝马的第六代电驱系统霸屏。惊人的数据表现，体现了宝马的坚韧和创新。 之前，本号多次发布关于宝马第五代的有关文章： 本次发布的宝马第六代eDrive电驱技术，以大圆柱电池技术和支持超级快充的全新800V高压平台作为“王炸”，为宝马在竞争激烈的电动化赛道上提供了源源不断的澎湃动力。 宝马eDrive技术的发展历程：
1 第六代为什么如此“666”？ 自2020年发布第五代电驱技术以来，宝马已经从不依赖稀土的高效电机，向解决新能源性能的第六代电驱系统进化。连续八年、投入超过10亿欧元，宝马只为解决电机的一个核心问题——永不失速。 宝马第六代eDrive技术的要点搭载：首搭2025年的首款“新世代”车型上，而后将装载到2026年起量产的国产新世代车型。  Cell：4695和46120（46毫米标准直径、95毫米和120毫米两种高度）大圆柱，预计分别安装在轿车和SUV上；  Pack：Cell to Pack，将大圆柱电芯直接集成到电池包中；Pack to Open Body，将电池包与车身结构融合为整体；  左：第六代； 右：第五代 Voltage：800V，快充10分钟续航增加300公里；宝马第六代eDrive电驱技术中还包括一个支持超级快充的全新800V高压平台。 根据官方的数据，搭配 800V 高压平台后，宝马第六代电驱技术充电速度提升 30%，可以在 10 分钟内增加 300 公里续航里程，这个速度在当下也能排进充电第一梯队了。  BDU+BMS：宝马开发和制造的全新能量智控系统Energy Master； 除了新电池、新平台，宝马第六代eDrive电驱技术还包括一个第六代励磁同步电机以及一个异步电机。 此前宝马纯电车型一直是励磁同步电机配置，即便双电机四驱也是前后均为励磁同步电机。 相比同步电机，异步电机结构简单紧凑，更适合低速工况，其效率也更高。 多数纯电新势力四驱产品均为同步/异步电机的前后搭配，比如特斯拉Model S、小米SU7等。 未来的宝马车型中，也将是全新的励磁同步电机和异步电机组合，异步电机配置在前桥，功率密度更大的励磁同步电机布置在后桥，用于高速高性能场景。 按照官方数据，新的电机组合能够为宝马未来纯电车型实现能量损耗减少40%，重量减轻10%。  EDU：异步电机+励磁同步电机。其中，励磁同步电机预计提供多种功率版本及多电机数量。  前异步电机：新推出的异步电机设计则更为紧凑，具有高适应性、高可靠性优势，将安装于配备BMWxDrive的新世代车型前桥上。  后励磁同步电机：安装于后桥的励磁同步电机，转子励磁强度可根据车辆负载实时调整，在高转速下仍能保持稳定动力输出，提升能量效率。针对 800V 平台，该电机进行了全面重新设计，逆变器采用碳化硅（SiC）半导体技术，齿轮箱结构升级，降低了摩擦损耗，提升了静谧性。 2 宝马为什么选择EESM+ASM 动力中断、提速骤降、车辆震动……在中国，人们习惯了听新能源车企宣传加速度、大续航、快充电，唯独在电机关键的高速性能连贯性上听到的很少。一直以来，高频次的急加速是所有电动汽车的魔咒，这个问题的核心技术，就是考验车企电机在连续加速工况下的运转能力。 在电动车尚未成气候时，宝马就敏锐地捕捉到电机失速这一潜在危机。2020年，宝马发布第五代电驱技术，首次将不依赖稀土的高效电机带入到人们的视野中。2020年，励磁电机率先在宝马iX3搭载使用，宝马第六代电机就是在第五代电驱技术基础上进化而来。 宝马不仅要解决电机的性能问题，更要解决电机失速和稀土依赖的问题。励磁电机（EESM）属于同步电机的变种，相比传统的永磁电机（PSM），励磁电机的根本差异在于磁场的产生方式，这也是影响电机性能以及是否出现失磁失速的关键。 永磁电机顾名思义通过永磁体提供恒定的磁场，这使车辆在低负载和稳定工况下表现良好，但当负载增加或转速变化突然变化时，永磁体的磁场强度无法调节，导致电机出现失速现象，无法保持稳定输出。  第六代eDrive电机 所谓励磁，就是给由绝缘导线绕制而成的励磁绕组通电让它产生磁场的过程。励磁电机通过电励磁控制转子磁场，磁场强度可以根据负载变化进行调节，尤其是在负载变化较大时，可调节的磁场强度为电动机的效率和功率输出提供了更高的灵活性和适应性。 根据负载和转速实时调整磁场强度，励磁电机能够在各种工况下保持高效和稳定的动力，有效避免了失速的发生。尤其是在高转速和大负载情况下，励磁电机还展现出极高的功率密度和效率。由于不使用永磁体，励磁电机最大程度消除了对稀土资源的依赖，彻底解决了环境污染和能源节制的问题。 和看得到的技术优势相比，打造稳定高效的励磁电机并非易事。一方面，宝马需要解决如何精准控制转子磁场的问题，确保在各种工况下保持高效和稳定的功率输出。另一方面，随着功率密度的增加，如何有效管理电动机在高功率输出下的热问题，避免因过热导致效率损失或故障，也成为一个不容忽视的挑战。宝马通过高度集成的电驱动装置，解决了电励磁控制的精度问题，并引入创新的冷却技术，确保电动机能够在高负载和高温环境下依然保持优异的性能。  宝马集团董事会成员、采购和供应商网络负责人 Dr.Joachim Post 为了进一步提升电动驱动系统的可靠性和适应性，宝马还引入了ASM（异步电机）。与传统永磁电机相比，基于感应电流工作的异步电机最大的优势仍然在于它不依赖永磁体，因此也不需要稀土材料。同时，ASM（异步电机）拥有结构简单，可靠性高的优点，保证电机能够在各种恶劣环境下稳定运行。  尽管异步电机在功率密度上稍逊一筹，但超高的可靠性和稳定性，使其在长时间高负荷运行和极端驾驶条件下更具优势。宝马的第六代eDrive系统将励磁电机与异步电机结合，使整套电驱系统能够在性能和可靠性之间取得最佳平衡。 根据不同车型和性能需求，宝马未来电动产品上将搭载单电机、双电机、三电机以及四电机等多种动力配置，能够为不同消费者提供定制化的动力解决方案。无论是注重续航的日常通勤车型，还是追求极速性能的高端车型，第六代eDrive都能够根据驾驶需求智能调整，满足规模化市场以及高端化市场，甚至性能市场的各阶段需求。 3 第六代电机的制造精度 电机壳体的压铸全然不同于整车车身的一体化压铸，想要提升这类型面复杂且具有内部空腔的部件的压铸质量，并非易事。 宝马表示，第六代电机的壳体，采用了宝马独创的喷射压铸法、AI检测等技术，这些技术不仅提升了电机壳体的生产效率，同时还降低了能量和铸造材料的损耗。 这样的创新在德国兰茨胡特工厂并非个例，早在燃油车时代，宝马就将电弧喷涂技术率先运用于量产车型气缸内壁的喷涂，相较传统的内部镶嵌铸铁衬套技术，金属涂层的早结更低、导热更好、摩擦也更小，能够有效降低发动机油耗并减轻重量，延长使用寿命。 过去，大家尝试通过扁线绕组、油冷、喷射等方式，来提高电机热管理能力。宝马通过第六代电驱给出一个全新的开发思路，用制造高性能发动机的标准来开发励磁电机。 提到兰茨胡特工厂大家似乎会感到陌生，但了解性能车的人一定会知道搭载在BMW M3、M4等车型上的S58发动机。兰茨胡特就是这款世界上最强大的直列六缸发动机缸体制造诞生地。 在S58发动机缸体的生产过程中，兰茨胡特工厂引入了3D打印砂芯技术，开发了注射铸造的工艺专利。与传统重力压铸工艺相比，注射铸造工艺通过喷射器，从内部填充模具，无需额外的浇口系统，凝固速度更快，铸件的微观结构更加精细，从而大幅提升了机械性能。  兰茨胡特轻金属工厂 这一工艺的应用，不仅提高了发动机的制造精度，也为第六代宝马电驱动技术的生产提供了有力支持。第六代电机壳体的铸造同样采用了这一创新技术，确保每个电动驱动部件在面对高功率和高转速的工作条件时，能够发挥出色的热管理性能。 经过兰茨胡特工厂精密制造的电机壳体，会被运送至奥地利斯太尔工厂，进行后续的组装和加工。斯太尔工厂自1979年投入使用以来，已经成为宝马集团全球最重要的发动机生产基地之一，每年生产超过一百万个发动机，几乎每两辆宝马车中，就有一辆搭载着斯太尔工厂制造的发动机。  斯太尔工厂电机产线 随着电动化进程的加快，斯太尔工厂开始逐步向电动驱动系统的生产转型。自2022年启动电动化项目以来，宝马计划在2030年之前，在斯太尔工厂投资超过10亿欧元加速转型，持续提升电驱系统生产能力。2024年9月，第六代电驱已经在斯太尔工厂进行预生产。 在奥地利斯太尔工厂，这条宝马与中国均普智能共同研发并制造出的多合一电驱产线，每50秒便能生产出一台完整的电驱动系统，同时支持四款不同的电驱产品。据悉，斯太尔工厂的电驱系统年产能规划为60万台，预计到2030年，工厂内从事电动汽车相关生产的岗位将占据总员工的50%，这意味着随着生产设施的不断完善，斯太尔工厂将成为宝马电动驱动技术的核心枢纽。 接下来，斯太尔工厂还将继续扩展其电驱动系统的生产能力，包括转子、定子、变速箱、逆变器和外壳等关键部件。其中，逆变器需要在高温、高湿、高振动等苛刻环境中稳定工作，因此，在制作环节也对工厂环境、工艺提出了更高的要求。未来，逆变器将在无尘环境中生产，在斯太尔工厂完成从转子、定子、变速箱到逆变器的完整生产流程。 总结 豪华品牌中，宝马其实一直在电动化领域布局较早，从十几年前最早搭载第一代eDrive电驱技术的MINI E，再到搭载第五代eDrive电驱技术的宝马iX3，宝马在电动化转型中一直脚步较快，且是有着自己清晰的节奏。 如今的第六代eDrive电驱技术也发布了，从新电池、到电机再到全新的车身平台，宝马算是一股脑又拿出了一堆技术猛料，虽然逐步量产还需时日，但也能看到宝马电动化转型的决心。  （点击上图了解详细议程） |
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