小米汽车核心技术探秘：高速电机的研发与应用解析

电动车千人会 2025-03-22 09:00 432浏览 0评论 0点赞

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摘要

小米研发超级电机V6/V6s达21000rpm，V8s刷新纪录至27200rpm，采用960MPa高强度硅钢，创新激光转子缠绕技术实现35000rpm转速，展现电动车驱动系统领先实力。

电机，被誉为电动车的‘心脏’，是驱动系统的核心所在，其性能对整车表现至关重要。

小米汽车致力于打造全球顶尖的电动车，因此从项目伊始就着手研发‘小米超级电机’。与联电、汇川等业界领先企业携手合作，我们共同推出了V6和V6s两款小米超级电机，并自主研发出业界领先的小米超级电机V8s，刷新了行业纪录。

小米在电动车驱动系统的研发上，始终瞄准行业顶尖水平。在宣布造车之初，行业内最高转速仅为18000rpm，而小米立志要达到21000rpm。通过与联电、汇川等领先企业的携手合作，小米运用先进的AI仿真技术，模拟出20余万种转子拓扑结构，成功解决了高转速下的转子形变和过热问题，找到了结构最优解。这一创新使得电机的电磁性能得到大幅提升，空气阻力显著减小，整体效率更上一层楼。

尽管目前市场上也出现了21000rpm的电机，但小米的这款电机在最高功率、最高扭矩和功率密度三个关键性能指标上，依然保持着全球领先地位。更令人瞩目的是，它的性能甚至超越了某些友商的22000rpm电机。

然而，小米的追求并未止步于此。为了实现真正的转速领先，小米进一步深入技术的“无人区”，与世界领先的材料公司合作，创新出强度高达960MPa的高强度硅钢。通过双向立体油冷技术，散热效率提升了50%以上，最高温度下降了30℃。重新设计的定转子采用新的扁线绕组和54槽6极的极槽配合，使得槽满率提升至77%，铁损降低了25%，整体电机效率提升了0.3%。最终，小米成功达成了27200rpm的惊人转速，创下了世界之最。

更令人振奋的是，小米还创新研发了“激光转子缠绕技术”。这项技术通过激光将套筒固化，有效避免了湿法缠绕可能出现的热胀冷缩问题，同时提供了高达1000mPa的预紧力，显著提高了制造良率。得益于这一技术，电机转子在实验室中已经能够成功实现35000rpm的转速，展现了小米在电动车驱动系统研发上的强大实力和无限潜力。

小米超级电机系列：V6/V6s超越竞品，V8s领跑行业，35000rpm探索未知。

小米的超级电机V6和V6s，以21000rpm的转速大规模量产，并预计将在小米汽车SU7上正式亮相，展现其卓越性能。而V8s电机，更是以27200rpm的转速刷新行业纪录，突破了转速的天花板。目前，V8s已成功完成验证，并计划于2025年面市，进一步巩固小米在电动车驱动系统领域的领先地位。此外，小米还致力于研发面向未来的“激光转子缠绕”技术，该技术在实验室已成功实现35000rpm的极限转速，彰显了小米在技术探索上的无限潜力。

关键选择：“扭矩优先”还是“转速优先”？

在探讨如何打造更强劲的电机时，我们首先需要审视电机输出功率的计算公式：P（输出功率）=扭矩 ×转速/9550。显然，影响电机输出功率的关键因素包括“扭矩”和“转速”。因此，在电机技术发展的道路上，我们面临着“大扭矩”与“高转速”的抉择。

对于电动车电机而言，提升扭矩的途径主要依赖于增大转子直径或增加电流。然而，前者会导致电机体积增大，不适用于乘用车；后者则可能引发更高的热损耗，降低效率，并增加综合成本。因此，行业普遍认为，提高转速是提升电机性能的更可行途径。

在追求高转速的同时，我们也不能忽视功率密度这一关键指标。功率密度的高低，直接反映了电机研发的先进程度。只有功率大且重量轻的电机，才能被称为性能卓越。小米始终致力于自主研发核心技术，并选择以转速为核心，力求在保证领先功率密度的基础上，不断向电机性能的极限发起挑战。

21000rpm高转速的背后，是AI技术的强大支撑。小米探索了20多万种转子拓扑结构，发现转子强度是制约转速提升的关键因素。随着转速的升高，离心力急剧增加，对转子强度提出了严苛的挑战。若转子强度不足，永磁体可能因应力过大而在铁芯最薄弱的磁桥处发生形变、解体甚至炸裂。

小米利用在AI领域的深厚积累，借助先进的AI仿真技术模拟出众多转子拓扑结构，并与联电、汇川两家顶尖电机生产商紧密合作，历经8个月的反复打样、测试和改良，最终找到了结构最优解。通过优化转子铁芯磁桥处的应力，使其降至材料屈服强度极限以下，小米在不改变材料的前提下实现了转速的突破。此外，结构优化还减少了转子形变，缩小了定转子间的间隙，从而降低了气隙，增强了电磁性能并减小了空气阻力，进一步提升了效率。

基于这一技术突破，小米成功推出了两款高性能的超级电机——V6和V6s，它们的转速均高达21000rpm，功率分别达到220kW和275kW，性能堪比燃油车的V6和大V6发动机。同时，小米还对散热和表面处理工艺等细节进行了精心优化，确保电机在高转速下能持续稳定运行。

目前，这两款超级电机已进入大规模量产阶段，并计划在小米汽车的首款产品——SU7系列中亮相。

小米高性能超级电机V6系列，以其卓越的性能和稳定性，成为行业瞩目的焦点。这款电机不仅转速高达21000rpm，更在功率方面达到了220kW，与燃油车的V6发动机不相上下。其背后的技术突破，源于小米在AI领域的深厚积累和持续创新。通过先进的AI仿真技术，小米探索了20多万种转子拓扑结构，并与顶尖电机生产商联电、汇川紧密合作，历经8个月的反复打样、测试和改良，最终找到了结构最优解。这一系列的技术突破，不仅提升了电机的性能，更确保了其在高转速下的持续稳定运行。目前，小米超级电机V6系列已进入大规模量产阶段，并有望在小米汽车的首款产品——SU7系列中大放异彩。

960兆帕超高强度硅钢转子，支撑起27200rpm的转速天花板。21000rpm对于小米而言，仅仅是其高性能超级电机V6系列迈向更高转速的起点。为了实现真正的转速“断层领先”，小米必须深入技术的“无人区”，以自主创新的力量，完成行业未曾尝试的挑战。

小米超级电机V8s以27200rpm的转速，打破了行业转速的极限。这一成就并非偶然，而是源于小米对转子拓扑结构的精心优化，以及对硅钢片材料极限性能的深入挖掘。然而，要实现更超越的转速，就必须突破材料本身的固有局限。为此，小米携手材料行业的佼佼者，共同建立了技术联合研发实验室。经过一年半的艰苦努力，实验室进行了百余次严谨的实验，成功构建了合金复合强化性能的预测模型。通过深入探索金属晶核的奥秘，他们精心挑选出由10种珍贵元素精心炼制的硅钢母材。经过近千次的强度测试、退火实验、冶炼验证以及生产实践，最终共同研发出960Mpa超高强度的特种硅钢。这种材料的强度超过行业主流材料两倍以上，甚至可与航空发动机所使用的钛合金相媲美。

960MPa超高强度特种硅钢的研发成功，使得其强度超越了当前行业主流材料两倍以上，甚至可与航空发动机所使用的钛合金相媲美。依托于此材料的重要突破，小米进一步研发出了小米超级电机V8s，其转速达到了惊人的27200rpm，这一成就不仅打破了行业转速的极限，更标志着全球量产乘用车电机转速的新纪录。

在追求高转速的同时，确保电机在高转速下的稳定工作，无疑是一项极具挑战性的任务。为了克服这一难题，小米在研发小米超级电机V8s的过程中，付出了巨大的努力，并取得了显著的成果。他们不仅申请了155项专利，其中60项已获得授权，还针对散热和定转子设计进行了全面的重构。

在散热方面，小米摒弃了行业通行的单向油路设计，创新地研发出定子双循环立体油冷技术。该技术使得冷却油在定内实现双向流动，有效散热面积大幅增加100%。同时，通过巧妙地将定子硅钢片错位叠放，进一步增大了与油的接触面积，从而实现了更高效的导热。这一创新设计使得定能最高降温超过20°C，两端温差控制在5°C以内，有效保障了电机在高转速下的稳定运行。

此外，在转子上，小米同样采用了创新的S型立体油冷设计。该设计使得转轴和铁芯能够同步冷却，转子最大降温可达30°C。这一改进显著降低了因温度升高而导致的形变和退磁风险，进一步确保了电机在高转速下的持续稳定工作。

为了进一步提升效率，小米超级电机V8s还对定、转子的细节设计进行了优化。他们重新设计了54槽6极的定转子槽极配合方案，相较于传统的48槽8极方案，能够显著降低磁场交变频率和铁损，从而提高了整体效率。同时，针对定、转子不同的性能需求，小米精心选择了定制材料并进行了差异化厚度设计。这种创新举措在强化定能硅钢片的电磁性能的同时，也充分保障了转子硅钢片的机械性能，实现了效率和强度的双重提升。

另外，小米还引入了8层Hair-Pin扁线绕组技术来提升纯铜槽满率。这一技术允许在相同空间内填充更多的铜线，从而产生更大的电流和更强的磁场，显著提升了功率密度。同时，通过将绕组Pin型精简至6种，进一步提高了生产的可量产性。

小米超级电机V8s以其卓越的定转子设计，实现了强度与效率的完美融合。该电机不仅以高达27200rpm的转速引领行业，更拥有425kW的超高功率、98.11%的最高效率，以及10.14kW/kg的超高功率密度，其性能堪比甚至超越了燃油车的大V8发动机。小米特别邀请了国内两大权威机构——中国电工技术学会和国家新能源技术创新中心，组织院士专家团对小米超级电机V8s进行评审。专家们一致认为，该电机在最高转速、最高效率、功率密度等关键指标上均达到了国际领先水平。目前，小米超级电机V8s已成功完成量产验证，预计将在2025年与广大用户见面。

小米超级电机V8s不仅在性能上达到了国际领先水平，其研发历程也充满了创新与突破。在追求更高转速的道路上，小米不仅优化了转子结构，还进行了材料创新，并成功研发出“激光转子缠绕技术”，这一技术突破使得电机转子能够承受高达1000mPa的预紧力，大大提高了制造良率。目前，该技术已使电机转子在实验室中成功实现了35000rpm的惊人转速，展现了小米在电机领域的持续领先地位。虽然该技术尚需经过大规模量产的测试和优化，但小米已为此付出了巨大的努力，并有望在未来为用户带来更加强劲、高效的电动车电机产品。

来源：中欧senia

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