專案建設過程中,專項工作組建立了完善的工程管理體系,每週召開一次工程進度會議,每月組織一次質量檢查,及時協調解決施工中出現的問題。漢堡市政府相關部門也定期對專案建設進行指導,確保專案建設符合當地的建築標準和環保要求。截至2010年上半年末,專案已完成場地平整和地基處理工作,地基處理採用鋼筋混凝土筏板基礎,澆築混凝土1.2萬立方米,綁紮鋼筋2000噸,地基承載力達到250kPa,滿足建築結構要求,專案建設進度完全符合計劃,預計將在18個月後如期竣工投產。
稀有礦產歐洲區域倉儲中心的奠基,不僅完善了集團的全球供應鏈網路,更提升了集團在歐洲市場的競爭力和影響力。專案建成後,將實現歐洲區域客戶交貨週期從30天縮短至7天,緊急訂單48小時內送達,客戶滿意度預計提升至98%以上;年週轉量可達1.5萬噸,能夠滿足歐洲區域未來5年的市場需求;同時,倉儲中心還將承擔產品檢測、售後服務、市場調研等功能,成為集團深耕歐洲市場的“橋頭堡”,為集團海外業務的持續增長提供堅實保障。
隨著漢堡物流園區內的奠基土堆緩緩成型,飛天集團在歐洲的戰略佈局邁出了堅實一步,而遠在龍國渤海灣的新能源汽車電機合作實驗室,另一項關乎集團核心競爭力的成果也已悄然就緒。經過數月的緊張研發與測試,實驗室的首批樣品已全面透過各項效能檢測,即將交付給合作客戶進行裝車測試,這標誌著集團在稀有礦產下游應用領域的研發取得了重要突破,為新能源汽車產業的發展注入了強勁動力。
2010年上半年的渤海灣,惠風和暢,草木繁茂,清晨的陽光透過薄霧灑在飛天集團新能源汽車電機合作實驗室的玻璃幕牆的上,折射出耀眼的光芒。
實驗室坐落在渤海新區產業園區的核心區域,與稀有礦產永磁體產業化生產基地僅隔3公里,佔地面積8000平方米,建築面積1.2萬平方米,是飛天集團與龍國科學院電工研究所、李家成新能源公司、龍國北方工業集團聯合共建的高階研發平臺。此刻,實驗室內部一片喜慶而有序的氛圍,穿著白大褂的研發人員們臉上洋溢著欣慰的笑容,他們正小心翼翼地將包裝完好的新能源汽車電機樣品整齊擺放在恆溫倉庫內,每一臺樣品都經過了數十輪嚴苛測試,即將踏上奔赴全國5家核心合作客戶的旅程,這標誌著集團在稀有礦產下游應用領域的研發取得重大突破,從永磁體材料生產延伸至終端核心部件製造,實現了產業鏈的縱向貫通,為“龍騰六秩”戰略中“產學研用一體化”目標的落地提供了強勁支撐。
新能源汽車電機合作實驗室的成立,源於2009年初的一次行業戰略研討會。當時,龍國新能源汽車產業正處於起步階段,市場規模快速增長,但核心零部件——新能源汽車電機長期依賴進口,不僅採購成本高昂(進口電機單價約8000美元/臺),而且技術受制於人,嚴重製約了產業的發展。而飛天集團剛剛啟動稀有礦產永磁體產業化專案,深知永磁體作為新能源汽車電機的核心材料,其效能直接決定電機的功率密度、效率和壽命。王莽在研討會上提出“打通上下游產業鏈,共建電機研發平臺”的構想,認為透過聯合科研機構和下游車企,共同研發高階新能源汽車電機,既能消化永磁體產能,又能打破進口壟斷,實現多方共贏。這一構想迅速得到響應,龍國科學院電工研究所擁有頂尖的電機研發技術,李家成新能源、龍國北方工業集團等車企擁有市場需求和裝車測試資源,三方一拍即合,決定聯合共建新能源汽車電機合作實驗室。
實驗室籌備工作於2009年3月正式啟動,四方共同出資3億元人民幣組建研發實體,其中飛天集團出資1.5億元(佔比50%),龍國科學院電工研究所技術入股(佔比10%),李家成新能源公司出資6000萬元(佔比20%),龍國北方工業集團出資6000萬元(佔比20%)。實驗室實行理事會領導下的主任負責制,由龍國科學院電工研究所研究員、電機領域權威專家張教授擔任主任,負責研發方向規劃和技術把關;飛天集團派駐25名技術骨幹,負責永磁體應用技術對接和樣品試製;合作車企各派10名工程師,負責市場需求對接和裝車測試標準制定;科研機構派駐15名研究員,負責電機設計、控制演算法等核心技術研發,形成了“科研院所出技術、主機廠提需求、材料商保供應”的協同研發模式。
實驗室的建設按照國際一流標準推進,場地裝修和裝置採購同步進行。場地分為研發區、試製區、測試區、倉儲區、辦公區五大功能區域,每個區域都配備了專業設施。研發區佔地面積3000平方米,設定了20個研發工作室和5個聯合會議室,每個工作室配備8臺高效能運算機(CPU為英特爾酷睿i7,記憶體8GB,硬碟500GB),安裝了電機設計軟體(ANSYS Maxwell、Motor-CAD)、電磁模擬軟體(COMSOL )等專業軟體,可同時容納100名研發人員開展工作;試製區佔地面積2500平方米,配備了電機定子繞組生產線、轉子壓裝裝置、電機總裝生產線等試製裝置,包括定子繞組自動繞線機10臺(繞線速度300r/min,繞組精度±)、轉子壓裝機5臺(壓裝力500kN,壓裝精度±)、電機總裝流水線2條(生產節拍2分鐘/臺),具備年產500臺樣品的試製能力;測試區佔地面積2000平方米,是實驗室的核心區域,投入1.2億元採購了國際先進的電機效能測試裝置,包括電機測功機系統5套(測試功率範圍0-200kW,轉速範圍0-r/min,測試精度±0.5%)、高低溫環境試驗箱3臺(溫度範圍-40℃至85℃,溼度範圍10%-95%RH)、電磁相容性測試系統2套(測試頻率範圍30MHz-1GHz)、耐久性測試臺3臺(可連續執行1000小時),能夠對電機的功率、效率、扭矩、轉速、電磁相容性、高低溫適應性、耐久性等20餘項效能指標進行全面檢測;倉儲區佔地面積1500平方米,採用恆溫恆溼設計(溫度20±2℃,溼度50±5%RH),配備重型貨架50組,可儲存樣品和原材料1000臺/套;辦公區佔地面積1000平方米,配備了現代化辦公裝置和員工休息設施,為研發人員提供舒適的工作環境。
實驗室建設歷時6個月,於2009年9月順利竣工,透過了四方聯合驗收,驗收合格率100%,各項指標均達到國際一流水平。建設期間,所有工作均按計劃推進,無任何技術難題或資金問題導致延誤,充分體現了四方協同合作的高效性。
研發工作於實驗室竣工後立即啟動,研發團隊首先明確了核心目標:開發出功率密度≥、最高效率≥97%、峰值扭矩≥350N·m、使用壽命≥15萬公里的新能源汽車電機,涵蓋50kW、80kW、120kW三個功率等級,分別適配緊湊型、中型、中大型新能源汽車,核心效能指標達到國際先進水平,可完全替代進口產品。
研發過程分為三個階段:方案設計、原型試製、效能測試與最佳化。方案設計階段,研發團隊基於合作車企的需求,結合飛天集團永磁體的效能引數,開展了電機拓撲結構設計、電磁方案最佳化、熱管理系統設計、控制演算法開發等工作。針對永磁體的高磁能積特性,採用了內建式永磁同步電機拓撲結構,透過有限元模擬軟體進行了1000餘次電磁模擬,最佳化了定子繞組匝數、轉子磁鋼排列方式、氣隙長度等關鍵引數,使電機的功率密度較傳統結構提升了20%;熱管理系統採用水冷式設計,最佳化了冷卻水道佈局,使電機的散熱效率提升了30%,確保電機在高負荷工況下穩定執行;控制演算法方面,開發了基於模型預測控制的向量控制策略,提高了電機的動態響應速度和控制精度,動態響應時間≤50ms。方案設計完成後,經過四方專家評審,一致認為方案技術可行、效能優越,正式進入原型試製階段。
原型試製階段,研發團隊依託試製區的先進裝置,開展了電機零部件加工和總裝工作。電機的核心零部件包括定子、轉子、機殼、端蓋、控制器等,其中定子鐵芯採用厚的矽鋼片疊壓而成(疊壓係數),繞組採用銅漆包線(導電率≥58MS/m);轉子採用飛天集團生產的50MGOe高階稀有礦產永磁體,經過充磁、磨削等加工工藝,磁鋼尺寸精度控制在±;機殼和端蓋採用鋁合金壓鑄而成(抗拉強度≥250MPa),重量較傳統鑄鐵機殼減輕了40%;控制器採用英飛凌IGBT模組(開關頻率20kHz,導通壓降≤),配備自主研發的控制電路板,整合了過流、過壓、過熱、過溫等多重保護功能。
首批原型試製共計生產了30臺樣品(每個功率等級10臺),試製過程中,研發團隊嚴格把控每一個環節的質量,定子繞組繞線、轉子壓裝、電機總裝等關鍵工序均安排專人負責,零部件加工精度和裝配精度均達到設計要求。試製完成後,30臺原型樣品全部進入測試區進行全面效能測試。
效能測試階段是研發工作的關鍵,測試團隊按照國際標準和合作車企的要求,對原型樣品進行了為期3個月的嚴苛測試。功率效能測試中,50kW電機的實測功率密度達到,最高效率97.5%,峰值扭矩360N·m;80kW電機的實測功率密度達到,最高效率97.8%,峰值扭矩420N·m;120kW電機的實測功率密度達到,最高效率98.0%,峰值扭矩500N·m,所有核心效能指標均超過預設目標。高低溫適應性測試中,樣品在-40℃低溫環境下可正常啟動,啟動時間≤3秒;在85℃高溫環境下連續執行24小時,效能衰減≤3%,滿足不同氣候條件下的使用需求。電磁相容性測試中,樣品的輻射騷擾和傳導騷擾均符合GB/T -2008標準要求,不會對車輛的其他電子裝置造成干擾。耐久性測試中,樣品連續執行1000小時後,效能衰減≤5%,折算使用壽命可達18萬公里,超過預設的15萬公里目標。
測試過程中,研發團隊發現部分樣品的控制器散熱效率存在小幅最佳化空間,立即對冷卻風道進行了調整,最佳化後控制器的最高溫度降低了5℃,散熱效能進一步提升。除此外,測試過程中未發現任何重大問題,所有樣品的效能均穩定可靠,完全滿足合作客戶的技術要求。
原型樣品測試透過後,研發團隊根據合作車企的訂單需求,啟動了首批次產樣品的試製工作。首批樣品共計100臺,其中50kW功率等級40臺(適配李家成新能源公司緊湊型轎車)、80kW功率等級30臺(適配龍國北方工業集團中型SUV)、120kW功率等級30臺(適配另外3家合作車企的中大型新能源汽車)。量產樣品的試製嚴格按照原型樣品的技術方案和工藝要求進行,生產過程中實行“三檢制”(自檢、互檢、交接檢),每臺樣品都經過了100%的效能測試,確保產品質量一致性。
為確保樣品運輸過程中的安全,實驗室制定了專業的包裝方案。每臺電機樣品採用三層包裝:內層為防靜電塑膠袋(厚度),防止靜電損壞電子元件;中層為泡沫緩衝墊(厚度5cm),吸收運輸過程中的震動;外層為高強度瓦楞紙箱(抗壓強度≥200kPa),箱體尺寸根據電機型號定製(50kW電機包裝尺寸60cm×50cm×40cm,80kW電機包裝尺寸70cm×60cm×50cm,120kW電機包裝尺寸80cm×70cm×60cm),箱體表面印有產品型號、數量、重量、運輸注意事項等標識。包裝完成後,所有樣品透過專業物流車輛運輸,運輸車輛配備GPS定位系統和溫度溼度監控裝置,確保運輸過程全程可追溯,樣品運輸時間控制在3-5天內,避免長時間運輸對產品造成影響。
交付儀式的籌備工作於樣品試製完成後啟動,實驗室將交付儀式定在測試區的中心廣場,邀請了渤海新區政府官員、龍國科學院代表、合作車企代表、行業協會專家、媒體記者等共計200人出席。交付儀式的現場佈置簡潔大氣、莊重熱烈:廣場上搭建了長15米、寬6米、高1米的主席臺,主席臺背景板為藍色漸變底色,上面印有“新能源汽車電機合作實驗室首批樣品交付儀式”的金色大字,以及四方合作單位的LOGO和“技術創新·產業協同”的主題標語;主席臺兩側擺放著60個金色花籃,花籃內插有紅玫瑰、百合、劍蘭等鮮花;廣場上安裝了8臺專業音響裝置和2塊大型LED顯示屏,用於播放實驗室建設和研發過程的宣傳影片;主席臺前方鋪設了長50米、寬6米的紅色地毯,地毯兩側設定了15面彩旗,飄揚著專案的宣傳標語;測試區的核心裝置區域設定了參觀通道,配備了專業講解員,方便嘉賓參觀瞭解電機測試過程。
交付儀式當天,天氣晴朗,陽光明媚,200名嘉賓陸續抵達現場,在禮儀人員的引導下籤到、佩戴胸花,隨後進入嘉賓區就座。上午10點整,交付儀式正式開始,主持人由實驗室主任張教授擔任,他穿著深灰色西裝,手持無線話筒,聲音洪亮而富有感染力:“尊敬的各位領導、各位嘉賓、各位媒體朋友,大家上午好!歡迎來到新能源汽車電機合作實驗室首批樣品交付儀式的現場!今天,我們齊聚渤海灣,共同見證這一歷史性的時刻——經過近一年的聯合研發與反覆測試,首批100臺新能源汽車電機樣品正式透過全部效能檢測,即將交付給合作客戶!這不僅是實驗室的重要成果,更是龍國新能源汽車核心零部件國產化的重要突破!現在,讓我們用熱烈的掌聲,有請各位領導和嘉賓上臺致辭!”
首先上臺致辭的是渤海新區管委會副主任王建國(化名),他代表渤海新區政府對樣品交付表示祝賀:“尊敬的各位來賓、各位朋友,大家好!新能源汽車電機合作實驗室首批樣品的成功交付,是渤海新區產學研用協同創新的典範,也是龍國新能源汽車產業發展的一件大事。該專案的成功,不僅提升了渤海新區的產業能級,更打破了國外在新能源汽車核心零部件領域的壟斷,為龍國新能源汽車產業的自主發展注入了新的動力。渤海新區政府將一如既往地支援實驗室的發展,為專案的產業化提供全方位的服務和保障,希望實驗室能夠持續加大研發投入,推出更多優質產品,為區域經濟發展和國家產業升級作出更大的貢獻!”
隨後,龍國科學院電工研究所所長李院士上臺致辭:“尊敬的各位領導、各位嘉賓,大家好!作為合作方之一,龍國科學院電工研究所為實驗室的成功感到由衷的自豪。實驗室匯聚了科研機構、材料企業、主機廠的優質資源,形成了高效協同的研發模式,僅用不到一年的時間就完成了核心技術突破和樣品試製,充分體現了協同創新的強大力量。首批樣品的效能指標達到國際先進水平,這是研發團隊辛勤付出的結果,也是四方密切合作的成果。未來,我們將繼續發揮技術優勢,與合作各方深化合作,共同推動新能源汽車電機技術的持續進步!”
客戶代表、李家成新能源公司技術總監陳明亮上臺發言:“尊敬的各位領導、各位嘉賓,大家好!非常榮幸能夠代表李家成新能源公司參加今天的交付儀式!
李家成新能源公司作為龍國新能源汽車產業的先行者,一直致力於打造自主可控的產業鏈,而新能源汽車電機作為核心零部件,我們始終在尋找效能卓越、質量可靠的國產化產品。
與飛天集團等合作方共建實驗室以來,我們全程參與了電機的研發過程,親眼見證了研發團隊從方案設計到樣品試製的每一個細節,對產品的效能和質量充滿信心。
首批交付的40臺50kW電機,將適配我們旗下主力緊湊型轎車,計劃在3個月內完成裝車測試,測試透過後,我們將簽訂年採購2000臺的長期供應協議,年採購金額達1.2億元人民幣。
我們相信,這批電機的成功應用,將大幅降低我們的生產成本,提升產品的市場競爭力,同時也將推動龍國新能源汽車核心零部件國產化水平邁上新臺階!”