Почти без потерь энергии: в Китае представили рекордный электродвигатель

Китайская компания GAC представила серийный электродвигатель Quark 2.0 с коэффициентом полезного действия 99,03% — это один из лучших показателей среди автомобильных электромоторов в мире. Рекорд удалось установить за счет использования аморфной стали и углеродного волокна вместо традиционных материалов. Новый двигатель уже устанавливался на первые автомобили GAC, но подробности его конструкции инженеры раскрыли только сейчас.

Издание Piataauto отмечает, что для моторов с постоянными магнитами показатель КПД 95–97%, а порой и около 98%, — обычное явление.

Для сравнения: немецкий концерн Bosch, один из крупнейших производителей электромоторов, указывает КПД «до 98%» для своих тяговых двигателей, а компания ZF заявляет показатель «свыше 97%». На этом фоне показатель GAC выглядит заметным достижением. Ближайший конкурент — двигатель, который в начале года представило подразделение Horse, принадлежащее Renault, Geely и Aramco. Там заявлен КПД 98,2%, и при его создании тоже применялась аморфная сталь.

Секрет эффективности — в особой структуре металла статора. Обычную кремниевую сталь получают в виде ламинированных листов с кристаллической решеткой. Аморфную сталь получают иначе — за счет очень быстрого охлаждения сплава, при котором атомы не успевают выстроиться в кристаллическую структуру. Благодаря этому беспорядку магнитные потери снижаются на 60–80%.

У такого решения есть побочный эффект: по словам главного инженера проекта Дай Чжэнвэня, конструкция приводит к снижению крутящего момента на 10–15%. Компенсировать потерю более сильными токами означало бы снова увеличить потери энергии, поэтому инженерам GAC пришлось точно подбирать состав аморфных сплавов ради более высокой индукции насыщения.

Помимо статора инженеры переработали и ротор: его корпус сделан из углеродного волокна толщиной всего 1 мм вместо привычной металлической втулки. Это позволило ротору раскручиваться до 30 000 об/мин, не деформируясь под колоссальными центробежными силами, и при этом не прибавило лишнюю массу.

Аморфная сталь принесла и другую проблему — повышенный шум из-за эффекта магнитострикции, то есть микроскопической деформации материала под действием магнитного поля. Материал оказался менее «эластичным» и вызывал резонансные вибрации, которые ощущались как шум при работе двигателя. Инженерам пришлось дополнительно заняться электромагнитной и структурной оптимизацией, чтобы снизить этот эффект.

Итоговый результат — 99,03% — почти вплотную приблизился к мировому рекорду КПД среди электродвигателей. Рекорд составляет 99,13% для промышленного мотора мощностью более 76 000 л.с., который в 2025 году представили швейцарская и шведская компании ABB. Разница объясняется тем, что в таком крупном промышленном двигателе проще добиться высокой точности регулирования. Кроме того, используемые сплавы могут быть значительно дороже из-за совсем другой ценовой категории техники. Китайским инженерам удалось сократить отставание до 0,1% в моторе для серийных автомобилей, в том числе весьма доступных по цене.

Новый мотор уже ставят на модели брендов Aion и Hyptec — в том числе на Aion i60. Производство уже началось, но его предстоит масштабировать: по словам инженеров, для рентабельности и сохранения доступной цены нужно выпускать не менее 300 000–400 000 таких двигателей в год.

Напомним, «Курсор» уже писал, что AION UT побил рекорды спроса в Израиле, собрав более 100 заказов за первые трое суток продаж.