Nio печели награда с 925V задвижване и 202,78 kW зареждане

Nio валидира 925V система с рекордни показатели и производство

Nio получи Първа награда на наградите за научно-технически прогрес на China-SAE за електрическо задвижване с 925V архитектура и серийно производство от декември 2024 г. Отличието е важно, защото проектът комбинира висока плътност на мощността, изискваща прецизно производство и изолация, с решение за повишаващо напрежението зареждане без отделен преобразувател.

Наградата беше обявена на 28 октомври и отличава система с непрекъсната „вълнова“ намотка (continuous wave winding), разработена от Nio, Tongji University, Harbin University of Science and Technology и Baoshan Iron & Steel. Проектът обхваща три направления: серийно производство на високоволтово изолирани непрекъснати намотки, интегриране на топлинното управление в компактен задвижващ модул и повторно използване на хардуера на задвижването за зареждане с повишаване на напрежението.

Контекстът зад новината: при преминаване към по-високи напрежения като 925V нарастват изискванията към изолацията и производствената повторяемост, а именно това е зоната, в която проектът цели индустриализация — не лабораторна демонстрация.

Показатели: плътност на мощността и зареждане с повишаване на напрежението

В разкритите данни за проекта се посочват 19,06 kW/кг плътност на мощността на електромотора и 226,92 kW/л плътност на мощността на контролера. Това са стойности за отделни компоненти и не следва да се сравняват директно с характеристики на напълно интегрирани задвижващи агрегати, които могат да включват редуктор, диференциал, инвертор и корпус.

Проектът отчита и пикова мощност на зареждане с повишаване на напрежението 202,78 kW. Реалната изходна мощност зависи от зарядната станция и условията на работа на автомобила.

Как Nio индустриализира непрекъснатата намотка W-Pin

Архитектурата W-Pin на Nio използва непрекъснати правоъгълни медни проводници, оформени в статорната намотка, вместо сглобяване на множество отделни медни сегменти чрез огъване и заваряване.

Производственият процес използва 12 плоски медни проводника, всеки с дължина 5 метра, които прецизни инструменти оформят в 24 огъвания. Именно дължината и твърдостта правят запазването на геометрията и изолацията трудни при формоването.

Екипът първоначално прилага метод на огъване с „обръщане“ на 180 градуса, но многократното завъртане води до разтягане и риск за целостта на изолацията. Подходът е заменен с планарен процес на формоване, който огъва проводниците без повторни ротации.

Резултатът е контрол на изолационния слой до 0,14 мм и допуски при сглобяването на мотора в рамките на 0,02 мм. Повреда на непрекъснат проводник или неговата изолация може да компрометира цялата намотка.

За разлика от конвенционалните „фиби“ намотки (hairpin windings), които използват отделни сегменти, свързани по краищата, непрекъснатият дизайн намалява междинните електрически съединения. Цената е по-високо изискване към точността на позициониране и контрола на изолацията по време на производството.

Издръжливост при високо напрежение и силова електроника със SiC

Архитектурата 925V поставя допълнителни изисквания към електрическата изолация, особено при бързо превключване от силовата електроника със силициев карбид (SiC).

Тестовете включват 1 300 часа непрекъсната работа при висока температура без отказ. Отделна програма на голяма надморска височина натрупва над 500 часа при симулирани условия на 5 500 метра, комбинирайки продължителна работа на високо напрежение, превключване до 15 000 пъти в секунда и внезапни увеличения на оборотите.

Допълнителните изпитания включват триосни случайни вибрации до 5,5g и експозиция на температури от -40°C до +85°C за период над два месеца. При по-ниско атмосферно налягане диелектричната якост на въздушните междини може да намалее, което повишава изискванията към изолацията на намотките.

Зареждане чрез повторно използване на хардуера на задвижването

Системата включва зареждане с повишаване на напрежението (voltage-boosted charging), при което се използва наличният хардуер на електрическото задвижване вместо отделен специализиран повишаващ преобразувател (boost converter).

Намотките на мотора осигуряват индуктивността, нужна за преобразуването на напрежението, а превключващите елементи на инвертора управляват процеса. Така входящото постояннотоково напрежение от по-нисковолтова инфраструктура може да бъде повишено за високоволтовата батерия.

В кои модели е внедрена технологията

Nio разработва електрически задвижвания от 2015 г. и е преминала през четири поколения. Непрекъснатата „вълнова“ намотка влиза в серийно производство през декември 2024 г., като се посочва производство в мащаб от милион единици.

Технологията се използва в Nio ET9, Nio ES8 и Nio ES9, както и в Onvo L90 и Onvo L80. Проектът отчита още 146 разрешени патента и принос към шест китайски национални автомобилни стандарта.