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比亚迪3万转电机技术解读

2025年3月17日，比亚迪正式发布全球首款量产3万转电机，这款 电机的最高转速达30511rpm，换算下来508转/秒。

超高转速带来的直接好处是加速性能的大幅度提升，搭载3万转电 机的车型可实现2秒级零百加速，极速超过300km/h，有效弥补了 电动汽车在高阶段动力衰减的短板。

高转速+高功率密度的设计，电机更小、更轻，能够有效缩小电驱

总成的体积，为车辆腾出更多内部空间。

这是首个千伏高压架构，电池、电机、电控全面升级到1000V，最 大充电电流也达到1000A，比目前800V平台效率提升了25%；且由 于减少了升压模块的能量损耗，系统效率提升了5%。 双90设计：电机高效区（效率＞90%）覆盖90%以上工况。

3万转电机峰值功率580kW、功率密度16.4kW/kg。按照这个功率 密度，目前主流的200kW电机重量仅为12kg，但是并不清楚这个 功率密度是只包括定转子还是带上了机壳等零部件。

搭载3万转电机的是比亚迪 E3.0平台，其采用1000V高压，一般而

言额定电压大概在650V左右。从原理来说，其他条件不变时，电压 越高电机功率越大，功率密度也会增大。但实际上大部分时间电机 是在额定电压下工作的，所以并不清楚3万转电机的16.4kW/kg的 功率密度是在哪个电压下测得的。 磁场饱和度达到2.1T，580kW的最大功率在14000rpm实现，3万 转时维持了524kW的功率。

超高转速电机带来的技术挑战：

• （1）动平衡：3万转时转子外圆线速度已经超过了音速，在官方的 视频中，展示了电机转速可超过34000 rpm，如果此时动平衡有一 点瑕疵，就会让振动和噪声直接放大，甚至会导致轴承损坏；业内 动不平衡量普遍控制在100mg左右，而比亚迪3万转电机动不平衡 量控制在50mg。

• （2）轴承：电机高达3万转的转速下轴承的运行工况极为严苛，转 速的急剧提升会使轴承承受的离心力呈指数级增长，同时高速运转 带来的高频摩擦也大幅加剧。长时间维持在 3 万转这种极端工况下， 轴承内部的滚珠与滚道之间的磨损会异常严重，导致轴承的使用寿 命大幅缩短，难以保障电机的稳定运行。

3万转电机采用陶瓷滚珠轴承，摩擦系数比传统钢制轴承降低50%， 支持持续高转速运行。添加石墨烯颗粒，应用纳米润滑脂，减少轴

承磨损，延长寿命。

（3）转子强度：这台电机采用高强硅钢转子，采用多重转子增强设 计和粘接铁芯结构，将材料的屈服强度提升了138%，轴向刚度提升 161%。转子铁心冲片磁桥设计在高转速下将面临严峻考验，若磁桥 设计过厚会导致较多的漏磁现象，降低电机的磁利用率；若磁桥过 薄，在3万转的超高转速下，转子在巨大离心力作用下结构强度将难 以支撑，循环后恐将出现断裂情况。

（4）磁钢：业内常见材质为N48H，但超高速电机要求磁通密度大、 涡流损耗还要低，比亚迪3万转电机采用双U型的磁铁排布和 N50EH高能积分段磁铁，相比N48H性能提升18%，涡流损耗降低 44%。采用钕铁硼+粘结磁体复合结构，耐高温性能提升至150℃， 避免高速下磁钢退磁。

（5）硅钢片：行业主流0.35mm，3万转电机采用0.2mm硅钢片， 配合粘接工艺，电机铜损降低21%，峰值功率提升11%，NVH下降 5dB。

• （6）绕组：绕组线圈上增加新研制的漆膜，突破了高压绝缘技术的 瓶颈。3万转电机采用10层扁线绕组，总铜耗下降了57%，其中短距 设计使峰值功率提升11%。

• （7）电磁方案： 72槽6极的电磁方案，较多的槽数可以使电机的 气隙磁密分布更加均匀，从而降低转矩脉动；6极的设计能够更好 地适应高转速需求。这种极槽配合并不常见。由于槽数较多，槽 宽必然变小，导致铜线尺寸也要变小，在电机插线工序也带来制 造方面的挑战。

磁路重构：采用新型定子绕组排列方式，使磁场分布更均匀，减 少涡流损耗，电机效率提升至97.5%。

• （8）电机断电设置：比亚迪专项攻关了一款1500V/1200A“能量 源切断开关”，能够在2毫秒内主动切断电机与电控的电气连接， 配合全新传感器技术，确保电机在极速运转中始终精准可控。
• （9）电机油冷优化：发卡绕组+液冷铜管，定子绕组采用Hairpin 发卡工艺，铜线密度提升30%，内置液冷铜管直接冷却绕组，温升 控制在60℃以下。采用多通道定转子油冷技术，独创的喷淋式油冷 系统可直接冷却定子线圈，通过0.5mm微孔喷嘴实现定子线圈的精 准冷却，将工作温度控制在85℃以内，在3万转极限工况下，温度 波动控制在5℃以内，定子采用双排冷却结构，提高绕组的热交换 效率，降低运行中的温升。转子采用直极设计，基于流体动力优化 降低冷却介质的流动阻力，同时改善冷却流畅均匀性，抑制局部热 点的形成，提升热管理效率。

（10）综合冷却优化：电驱复合冷却技术和智能温控热管理技术强 强联合，其中电驱复合冷却技术算是首创，采用R1234yf环保冷媒， 沸点低（约29℃），蒸发吸热效率高，将冷媒直冷技术引入到电驱 系统，利用冷媒可控制到更低温度的特性，综合利用油-液-冷媒三 层介质，实现电驱温度的主动可控，电驱冷量提升60%，电驱水温 可快速降低到30℃以下。

（11）电机传感器：比亚迪自主研发了电涡流位置传感器，无需额 外激励电路，比传统旋变位置传感器精度提升了3倍以上。有更高 的信号精度及更低的延迟，工作频率不受功率器件工频的干扰、无 需解码芯片。转速适用范围最高48万转，相较于传统磁阻式旋变传 感器，其精度提升50%，重量减轻60%。让电机在极速运转中始终 保持精准、高效的动力输出。2025 年1月20日国家知识产权局信息 显示，比亚迪股份有限公司取得一项名为“电涡流传感器定子、电 涡流传感器、电机、电机总成及车辆”的专利，授权公告号CN 222356047 U。

（12）减速器：速比10.9，轮端5500Nm，齿面精度达到4级，抗 胶合能力提高42%。

• （13）功率半导体：

• ①全新一代车规级SiC功率芯片，电压等级1500V；
• ②比亚迪对功率模块进行了升级，首次采用了半桥DCM封装架构，

采用环氧树脂转移模塑封装，确保高压环境下的密封可靠性，这种

封装与Danfoss DCM1000半桥类似，说明比亚迪高压功率模块的 集成方式从HPD的封装变更为了半桥模块的集成；

③峰值电流1000A，散热效率提升50%，模块功率密度达到 45kW/L，采用5nH低杂散电感模块，比传统封装降低30%动态损

耗，模块内部芯片采用两端对称布局，每端5颗芯片，一共10颗芯

片并联，单颗芯片100A额定电流；

• ④采用双面银烧结工艺，芯片焊接和顶部Clip焊接均采用银烧结技 术，可耐受200℃的结温，功率循环寿命为常规工艺的3倍以上；
• ⑤冷却设计方面采用直接冷却技术，基板集成三个冷却通道实现均

匀温度分布；

⑥取消SiC功率模块与电容之间的连接螺栓，直接采用叠层激光焊接， 既减少了电路回路中的杂散电感，还提高了供电芯片的供流能力， 杂散电感降低75%，电控最高效率99.86%，过流能力提高了10%。