在新能源汽车渗透率越来越高的今天,“电机”作为整车的“心脏”,早已不是“大一统”的标准件。
不同应用场景下,电机的需求天差地别:物流货车要拉着重货爬坡,核心诉求是高扭矩和长寿命;共享电动单车要控制整车重量和运营成本,轻量化和低成本才是关键;甚至高端电动跑车,追求的是极致的功率密度和响应速度。
这也是为什么“电机定制化”越来越成为行业共识——通用电机永远只能满足基础需求,只有针对性的定制,才能让车辆在特定场景下发挥最佳性能,同时帮客户控制成本。
案例一:电动物流货车的“扭矩+寿命”双升级定制
1. 客户核心痛点:通用电机扛不住重载工况
合作客户是一家专注于城市内短途配送的物流企业,他们的主力车型是8-10吨级电动货车,主要负责商超、建材的同城配送。
之前用的是某品牌的标准款驱动电机,在实际运营中暴露出两个致命问题:
一是扭矩不足,尤其是在满载爬坡(比如城市立交桥、地下车库出口)时,动力明显疲软,甚至出现“爬不动”的情况,严重影响配送效率;二是寿命太短,标准电机的设计寿命是8000小时,但客户的货车因为高频次重载运行,平均不到5000小时就出现异响、过热等故障,维修成本和车辆停运损失居高不下。
客户的核心需求很明确:定制一款能适配重载工况的电机,核心指标是“高扭矩输出”和“延长使用寿命”,同时不能大幅增加整车能耗(否则会缩短续航,影响配送半径)。
2. 定制方案:磁路优化+耐高温材料,兼顾性能与寿命
工程师团队接到需求后,先对客户的实际运营场景做了一周的跟车调研,记录了不同路况(平路、爬坡、启停)下的电机负载数据,最终确定了定制方向:
首先是优化磁路设计。针对扭矩不足的问题,团队重新设计了电机的定子和转子结构,采用“高磁密稀土永磁体”,同时调整了绕组匝数和导线截面积——通过增加导体有效长度,提升电机的电磁转矩密度,让电机在低速区间就能输出更大的扭矩,完美匹配货车满载爬坡的需求。
其次是升级材料体系。重载工况下电机容易过热,这是导致寿命缩短的核心原因。团队将电机的绝缘材料从普通等级升级为H级耐高温绝缘材料,同时优化了散热结构,在定子外壳增加了密集的散热筋,配合高效冷却风扇,让电机在满载运行时的温度控制在120℃以内(普通电机满载温度可达150℃以上)。
最后是细节优化。考虑到物流货车的运营环境比较复杂(可能会遇到颠簸、灰尘、雨水),团队还对电机的密封结构做了升级,采用IP67级防水防尘设计,避免外部环境对电机内部部件的侵蚀。
3. 落地效果:效率提升,寿命延长30%
定制电机装车测试后,效果远超客户预期:
在满载工况下,电机的峰值扭矩提升了25%,之前爬不动的立交桥,现在能轻松登顶,配送效率提升了15%;电机的工作效率也达到了92%(普通电机满载效率约88%),能耗反而降低了3%,续航里程小幅提升;最重要的是,通过耐高温材料和优化设计,电机的设计寿命延长到了10500小时,实际运营中目前已稳定运行6000小时无故障,按照这个趋势,维修成本预计能降低40%以上。
案例二:共享电动单车的“轻量化”定制,降本才是核心目标
1. 客户核心痛点:电机太重,运营成本高
第二个案例的客户是国内某头部共享电动单车运营商,他们的困扰和物流货车完全不同——核心诉求是“轻量化”和“低成本”。
共享电单车的运营逻辑很简单:车辆重量越轻,电池续航越长,同时车辆的制造、运输、维修成本都会降低;而且轻量化的车辆骑行更轻便,用户体验也更好。
之前他们用的电机重量约为6.5kg,虽然能满足基本骑行需求,但在大规模运营(几十万辆车)的情况下,每增加1kg重量,都会带来显著的成本上升。客户的需求是:定制一款轻量化电机,重量至少降低10%,同时要保证在25km/h的额定时速下,输出稳定,不能出现动力不足、异响等问题。
2. 定制方案:集成化设计+材料轻量化,砍掉冗余重量
针对共享电单车的场景特点,工程师团队的核心思路是“集成化+轻量化”,通过减少零部件数量、优化材料,在不影响性能的前提下降低重量:
一是采用集成化设计。之前的标准电机,电机本体、减速箱、控制器是分开的,之间需要连接部件,不仅增加了重量,还存在装配误差。定制方案中,团队将控制器和电机本体集成在一起,取消了多余的连接部件,同时简化了减速箱的结构,通过优化齿轮参数,在保证传动效率的前提下,减少了齿轮数量,仅此一项就降低了1.2kg的重量。
二是优化材料选择。电机外壳之前用的是铸铁材料,重量大但强度足够。团队将外壳换成了高强度铝合金材料,铝合金的密度只有铸铁的1/3左右,同时通过结构仿真优化,在外壳关键受力部位增加加强筋,保证外壳强度的同时,重量降低了0.8kg。
三是精简绕组设计。通过采用更细的漆包线,同时优化绕组排列方式,减少了铜线的使用量,在保证额定功率的前提下,进一步降低了电机重量。
3. 落地效果:重量降15%,运营成本显著降低
最终定制的电机重量仅为5.5kg,相比之前的6.5kg降低了15%,远超客户10%的目标。
在性能测试中,电机在25km/h的额定时速下,输出扭矩稳定,骑行过程中无明显异响,续航里程相比之前提升了8%(因为车辆重量降低,电池能耗减少)。
对客户来说,轻量化带来的成本优势非常明显:每辆车的制造成本降低了约200元,几十万辆车的总成本节省超过1亿元;同时,车辆运输过程中,每辆车重量降低1kg,单次运输能多装100辆车,运输成本降低了12%;维修方面,集成化设计减少了零部件故障点,维修频次降低了30%,进一步节省了运营成本。
案例总结:电机定制化的核心,是“场景适配”
这两个案例看似差异很大,但核心逻辑是一致的:电机定制化不是“盲目堆参数”,而是“精准适配场景”。
物流货车的核心是“重载可靠性”,所以定制方向是扭矩提升和寿命延长;共享电单车的核心是“轻量化降本”,所以定制方向是集成化设计和材料优化。脱离场景的定制都是无用功,只有深入了解客户的运营场景、核心痛点,才能做出既满足需求又控制成本的定制方案。
未来,随着新能源汽车应用场景的不断细分(比如矿用电动卡车、电动房车、无人配送车等),电机定制化会越来越精细化,不仅会关注扭矩、重量、寿命这些基础指标,还会结合智能化、节能化的需求,比如融入电机热管理智能控制、能量回收优化等功能。
对企业来说,选择定制化电机,本质上是选择了“更适配自己业务的解决方案”——虽然前期定制成本可能比标准电机高,但从长期运营来看,性能提升带来的效率优化、寿命延长带来的维修成本降低,都会让定制化成为更划算的选择。
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