Китайські інженери GAC створили електродвигун Quark 2.0 з рекордним ККД 99,03%

Китайські інженери з компанії GAC створили електродвигун Quark 2.0 з рекордним коефіцієнтом корисної дії (ККД) 99,03%. Для досягнення такого показника вони застосували аморфну сталь та вуглецеве волокно. Новий двигун вже встановлений у перші автомобілі GAC, але деталі його конструкції стали відомі лише зараз.

Для порівняння, компанія Bosch заявляє про ККД до 98% для своїх тягових електродвигунів, а ZF – про понад 97%. Електродвигун Horse, створений підрозділом Renault, Geely та Aramco, має ККД 98,2% і також використовує аморфну сталь.

Аморфна сталь, отримана шляхом надшвидкого охолодження сплаву, має невпорядковану атомну структуру, що забезпечує кращу магнітну провідність і знижує магнітні втрати на 60–80% порівняно зі звичайною кремнієвою сталлю. Однак, за словами головного інженера проєкту Дай Чженвеня, така конструкція може призводити до зниження крутного моменту на 10–15%. Щоб компенсувати це, інженери GAC ретельно проєктували аморфні сплави для досягнення вищої індукції насичення.

Крім статора, китайські інженери створили ротор з корпусом з вуглецевого волокна, здатний розвивати швидкість до 30 000 об/хв. За таких високих обертів відцентрові сили стають колосальними, тому важливо, щоб компоненти ротора залишалися зафіксованими, а сам ротор не деформувався. Зазвичай використовується металева втулка, але це збільшує масу, тому інженери застосували втулку з вуглецевого волокна товщиною всього 1 мм.

Під час розробки виникла проблема підвищеного шуму через ефект магнітострикції – мікроскопічну деформацію матеріалу під дією магнітного поля. Аморфна сталь, будучи менш еластичною, спричиняє резонансні вібрації, які відчуваються як шум. Інженерам довелося додатково працювати над електромагнітною та структурною оптимізацією, щоб зменшити цей ефект.

В результаті ККД нового двигуна досяг 99,03%, що близько до світового рекорду 99,13%, встановленого у 2025 році промисловим електродвигуном потужністю понад 76 000 к.с. від ABB. Однак той двигун значно більший, і точність регулювання в ньому може бути вищою, а матеріали – дорожчими. Китайський же двигун призначений для автомобілів, у тому числі доступних за ціною, і різниця в ККД становить лише 0,1%.

Новий двигун встановлюватимуть на моделях марок Aion та Hyptec, зокрема на нещодавно представленому Aion i60. Виробництво вже розпочалося, але для рентабельності та збереження доступної ціни необхідно виробляти щонайменше 300 000–400 000 двигунів на рік.