项目建设过程中,专项工作组建立了完善的工程管理体系,每周召开一次工程进度会议,每月组织一次质量检查,及时协调解决施工中出现的问题。汉堡市政府相关部门也定期对项目建设进行指导,确保项目建设符合当地的建筑标准和环保要求。截至2010年上半年末,项目已完成场地平整和地基处理工作,地基处理采用钢筋混凝土筏板基础,浇筑混凝土1.2万立方米,绑扎钢筋2000吨,地基承载力达到250kpa,满足建筑结构要求,项目建设进度完全符合计划,预计将在18个月后如期竣工投产。
稀有矿产欧洲区域仓储中心的奠基,不仅完善了集团的全球供应链网络,更提升了集团在欧洲市场的竞争力和影响力。项目建成后,将实现欧洲区域客户交货周期从30天缩短至7天,紧急订单48小时内送达,客户满意度预计提升至98%以上;年周转量可达1.5万吨,能够满足欧洲区域未来5年的市场需求;同时,仓储中心还将承担产品检测、售后服务、市场调研等功能,成为集团深耕欧洲市场的“桥头堡”,为集团海外业务的持续增长提供坚实保障。
随着汉堡物流园区内的奠基土堆缓缓成型,飞天集团在欧洲的战略布局迈出了坚实一步,而远在龙国渤海湾的新能源汽车电机合作实验室,另一项关乎集团核心竞争力的成果也已悄然就绪。经过数月的紧张研发与测试,实验室的首批样品已全面通过各项性能检测,即将交付给合作客户进行装车测试,这标志着集团在稀有矿产下游应用领域的研发取得了重要突破,为新能源汽车产业的发展注入了强劲动力。
2010年上半年的渤海湾,惠风和畅,草木繁茂,清晨的阳光透过薄雾洒在飞天集团新能源汽车电机合作实验室的玻璃幕墙的上,折射出耀眼的光芒。
实验室坐落在渤海新区产业园区的核心区域,与稀有矿产永磁体产业化生产基地仅隔3公里,占地面积8000平方米,建筑面积1.2万平方米,是飞天集团与龙国科学院电工研究所、李家成新能源公司、龙国北方工业集团联合共建的高端研发平台。此刻,实验室内部一片喜庆而有序的氛围,穿着白大褂的研发人员们脸上洋溢着欣慰的笑容,他们正小心翼翼地将包装完好的新能源汽车电机样品整齐摆放在恒温仓库内,每一台样品都经过了数十轮严苛测试,即将踏上奔赴全国5家核心合作客户的旅程,这标志着集团在稀有矿产下游应用领域的研发取得重大突破,从永磁体材料生产延伸至终端核心部件制造,实现了产业链的纵向贯通,为“龙腾六秩”战略中“产学研用一体化”目标的落地提供了强劲支撑。
新能源汽车电机合作实验室的成立,源于2009年初的一次行业战略研讨会。当时,龙国新能源汽车产业正处于起步阶段,市场规模快速增长,但核心零部件——新能源汽车电机长期依赖进口,不仅采购成本高昂(进口电机单价约8000美元\/台),而且技术受制于人,严重制约了产业的发展。而飞天集团刚刚启动稀有矿产永磁体产业化项目,深知永磁体作为新能源汽车电机的核心材料,其性能直接决定电机的功率密度、效率和寿命。王莽在研讨会上提出“打通上下游产业链,共建电机研发平台”的构想,认为通过联合科研机构和下游车企,共同研发高端新能源汽车电机,既能消化永磁体产能,又能打破进口垄断,实现多方共赢。这一构想迅速得到响应,龙国科学院电工研究所拥有顶尖的电机研发技术,李家成新能源、龙国北方工业集团等车企拥有市场需求和装车测试资源,三方一拍即合,决定联合共建新能源汽车电机合作实验室。
实验室筹备工作于2009年3月正式启动,四方共同出资3亿元人民币组建研发实体,其中飞天集团出资1.5亿元(占比50%),龙国科学院电工研究所技术入股(占比10%),李家成新能源公司出资6000万元(占比20%),龙国北方工业集团出资6000万元(占比20%)。实验室实行理事会领导下的主任负责制,由龙国科学院电工研究所研究员、电机领域权威专家张教授担任主任,负责研发方向规划和技术把关;飞天集团派驻25名技术骨干,负责永磁体应用技术对接和样品试制;合作车企各派10名工程师,负责市场需求对接和装车测试标准制定;科研机构派驻15名研究员,负责电机设计、控制算法等核心技术研发,形成了“科研院所出技术、主机厂提需求、材料商保供应”的协同研发模式。
实验室的建设按照国际一流标准推进,场地装修和设备采购同步进行。场地分为研发区、试制区、测试区、仓储区、办公区五大功能区域,每个区域都配备了专业设施。研发区占地面积3000平方米,设置了20个研发工作室和5个联合会议室,每个工作室配备8台高性能计算机(cpU为英特尔酷睿i7,内存8Gb,硬盘500Gb),安装了电机设计软件(ANSYSaxwell、otor-cAd)、电磁仿真软件(SoLultiphysics)等专业软件,可同时容纳100名研发人员开展工作;试制区占地面积2500平方米,配备了电机定子绕组生产线、转子压装设备、电机总装生产线等试制设备,包括定子绕组自动绕线机10台(绕线速度300r\/,绕组精度±0.1)、转子压装机5台(压装力500kN,压装精度±0.02)、电机总装流水线2条(生产节拍2分钟\/台),具备年产500台样品的试制能力;测试区占地面积2000平方米,是实验室的核心区域,投入1.2亿元采购了国际先进的电机性能测试设备,包括电机测功机系统5套(测试功率范围0-200kw,转速范围0-r\/,测试精度±0.5%)、高低温环境试验箱3台(温度范围-40c至85c,湿度范围10%-95%Rh)、电磁兼容性测试系统2套(测试频率范围30hz-1Ghz)、耐久性测试台3台(可连续运行1000小时),能够对电机的功率、效率、扭矩、转速、电磁兼容性、高低温适应性、耐久性等20余项性能指标进行全面检测;仓储区占地面积1500平方米,采用恒温恒湿设计(温度20±2c,湿度50±5%Rh),配备重型货架50组,可存储样品和原材料1000台\/套;办公区占地面积1000平方米,配备了现代化办公设备和员工休息设施,为研发人员提供舒适的工作环境。
实验室建设历时6个月,于2009年9月顺利竣工,通过了四方联合验收,验收合格率100%,各项指标均达到国际一流水平。建设期间,所有工作均按计划推进,无任何技术难题或资金问题导致延误,充分体现了四方协同合作的高效性。
研发工作于实验室竣工后立即启动,研发团队首先明确了核心目标:开发出功率密度≥5.0kw\/kg、最高效率≥97%、峰值扭矩≥350N·、使用寿命≥15万公里的新能源汽车电机,涵盖50kw、80kw、120kw三个功率等级,分别适配紧凑型、中型、中大型新能源汽车,核心性能指标达到国际先进水平,可完全替代进口产品。
研发过程分为三个阶段:方案设计、原型试制、性能测试与优化。方案设计阶段,研发团队基于合作车企的需求,结合飞天集团永磁体的性能参数,开展了电机拓扑结构设计、电磁方案优化、热管理系统设计、控制算法开发等工作。针对永磁体的高磁能积特性,采用了内置式永磁同步电机拓扑结构,通过有限元仿真软件进行了1000余次电磁仿真,优化了定子绕组匝数、转子磁钢排列方式、气隙长度等关键参数,使电机的功率密度较传统结构提升了20%;热管理系统采用水冷式设计,优化了冷却水道布局,使电机的散热效率提升了30%,确保电机在高负荷工况下稳定运行;控制算法方面,开发了基于模型预测控制的矢量控制策略,提高了电机的动态响应速度和控制精度,动态响应时间≤50s。方案设计完成后,经过四方专家评审,一致认为方案技术可行、性能优越,正式进入原型试制阶段。
原型试制阶段,研发团队依托试制区的先进设备,开展了电机零部件加工和总装工作。电机的核心零部件包括定子、转子、机壳、端盖、控制器等,其中定子铁芯采用0.35厚的硅钢片叠压而成(叠压系数0.95),绕组采用铜漆包线(导电率≥58S\/);转子采用飞天集团生产的50Goe高端稀有矿产永磁体,经过充磁、磨削等加工工艺,磁钢尺寸精度控制在±0.01;机壳和端盖采用铝合金压铸而成(抗拉强度≥250pa),重量较传统铸铁机壳减轻了40%;控制器采用英飞凌IGbt模块(开关频率20khz,导通压降≤1.2V),配备自主研发的控制电路板,集成了过流、过压、过热、过温等多重保护功能。
首批原型试制共计生产了30台样品(每个功率等级10台),试制过程中,研发团队严格把控每一个环节的质量,定子绕组绕线、转子压装、电机总装等关键工序均安排专人负责,零部件加工精度和装配精度均达到设计要求。试制完成后,30台原型样品全部进入测试区进行全面性能测试。