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无人问津的开关磁阻电机，被他做出来了
文/张浩
深度报道/共4491字/阅读10分钟
项目名称：深蓝动力
主营业务：电动汽车电机控制系统研发商
融资情况：2016年11月获光谷人才基金天使轮投资，2017年4月获武汉中部汇智投资中心、湖北军融高技术服务创业投资基金、合嘉泓励（杭州）创业投资合伙企业A轮投资
关键词：业内知名的开关磁阻电机系统解决方案供应商、华中科技大学新型电机国家专业实验室
受访人：武汉深蓝动力科技有限公司总经理、华中科技大学工学博士 吴荒原
人类历史上有三次产业革命。第一次是18世纪的蒸汽机，第二次是19世纪的电机，第三次是20世纪的互联网信息技术。
最早的蒸气机时代已然过去，基本被内燃机取代。而同属老物却不可憎的电机，却在时代的新鲜鼻息下，成为了推动现代化进程中的重要角色。
比如，属于任何一个国家的支柱产业——汽车工业。又比如，电动汽车趋势下的代表——特斯拉，使用的是感应电机。
近30年，在电机行业有4个相爱相杀的发展方向。
一个是特斯拉使用的感应电机、或者叫异步电机，也是最传统的电机形态；第二个是中国主推的永磁电机（同步永磁电机），之所以在中国大力发展，是因其原材料稀土，唯我国有；第三个则相对年轻，以德国MANNESMANN的Rexroth公司在1978年汉诺威贸易博览会上推出的MAC伺服电机为代表，近年来才由国内企业自主研发，打破国外垄断局面；最后一类，则是最为年轻也产业化程度最为低的开关磁阻电机，诞生于20世纪80年代。
之所以相爱相杀，是因为在中国，永磁电机才是主流，如果你和专家说开关磁阻电机，他是有偏见的。
而来自华中科技大学历史上最伟大的学科——电机学科的华科新型电机国家专业实验室的吴荒原，则想从开关磁阻电机切入，以永磁电机的性能、感应电机的价格去撬动未来的电动汽车市场，让开关磁阻电机也能实现产业化。
而这个主流之外的产业化想法，则是源于2014年来自德国博世一位科学家的刺激。
开关磁阻电机试验系统
来自德国博世的刺激
2014年以前，吴荒原一直在华科的电机实验室里做研究，长达十年的科研，让他历经『863』计划、夏利汽车公交、东风汽车中卡等综合专项。
在2008年时就有投资人找过吴荒原，说要做电动汽车，『但当时我们自己觉得还为时过早，思路还不是很开阔，其实像上海电驱动、北京精进电动和我们的背景都很像，本着对投资人负责的态度，还是没有做这件事』，吴荒原说。
而到了2014年，一位来自德国博世的科学家刺激到了吴荒原，让他觉得开关磁阻电机不能放弃，要往产业化去推。
『这一年，德国博世很想把开关磁阻电机放到电动汽车上去做，但他们只有小功率的技术，没办法做大功率以用在电动汽车上。所以那一年，他们来到中国寻找大功率开关磁阻电机技术，于是找到我们。德国人一来的时候我们还很紧张，因为也是第一次面对国际专家，并且这位专家也是研究开关磁阻的。他来了以后问了很多问题，却稍微沟通了一下就走了。』
这让吴荒原有些奇怪，是不是自己的技术别人看不上？
行业龙头德国博世
然而后来才知道，这位专家其实是立马又去了美国、日本和英国，只要在学术杂志上出现过的，他都去看了一遍。没想到的是，『过了几个月后他又回来了，原来是转了一圈都没找到合适的技术商。』
于是吴荒原就把此前利用大功率开关磁阻技术做的公交系统向这位德国专家展示，『他说，这是他见过最好的』，吴荒原回忆道。
很快中德这两位共同研究开关磁阻的专家，就此签订了合作协议。
『这件事从某种程度上刺激了我们，因为以前在学校搞科研、合作，虽然为产业化的道路做了很多铺垫，甚至路就在眼前，但存在一些这个领域的偏见因素，一直未能落地。当德国博世来了以后，我们就觉得这个技术是可以产业化的。那会儿我们也做了一些调研，在国内起码领先了3～5年，在国际上和日本持平，已是国际一流水平。』
带着被激发出的信心，吴荒原在2015年5月7日注册了武汉深蓝动力。
被忽视的开关磁阻电机
之所以开关磁阻的产业化进度相对落后，源于我国长期以来对稀土资源的重视。而与稀土连接最为紧密的永磁，则成为了中国近10年来的『电机宠儿』。
早在『十二五』国家战略性新兴产业发展规划中，就指出大力发展新型功能材料、先进结构材料和复合材料，包括大力发展稀土永磁、发光、催化、储氢等高性能稀土功能材料和稀土资源高效综合利用技术。
随之出台了《国家物联网发展及稀土产业补助资金管理办法》等一系列补助政策，这意味着，随着美日欧对中国稀土保护的声讨，我国对稀土使用的战略重点，已从注重单纯减少开采向产业下游延伸。也就导致了在2011～2015年间，稀土永磁电机概念股受到市场的关注。
乃至到今天，延伸到科研经费层面，研究永磁的专家都不会和你聊开关磁阻。这是个被忽视的技术方案。
那为什么吴荒原要做这个长期以来不受重视的技术，则是源于电动汽车行业的发展、以此对电机的要求。
上文中提到，电机的发展有感应电机、永磁电机、开关磁阻电机和伺服电机4个方向，而实际应用到电动汽车/混合动力汽车的电机解决方案一般只有三种：感应电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。
其中，感应电机价格便宜，但劣势在于，功率密度低、调速范围小；而永磁电机虽然效率高、重量轻，可靠性却不强。相对来说，开关磁阻电机能综合两者的优点，但最大的缺点是噪音大。
也导致了目前开关磁阻多用在物流车，感应电机和永磁电机多用在乘用车。正如特斯拉所用的感应电机。
三种电机特性比较
其实在电动汽车领域，中国90%以上用的是永磁电机，欧美基本都是感应电机，而日本则是开关磁阻和永磁都用。
而深蓝动力作为一个国家新型电机实验室背景的企业，则是和日本一样，瞄准了开关磁阻与永磁两个方向。
深蓝动力产品
针对永磁的轻、善用开关磁阻的重
虽然合适的技术与应用场景的匹配方式是：开关磁阻——物流车；感应电机、永磁电机——乘用车，但中国目前90%以上用的全是永磁电机。这就给深蓝动力带来了机会。
『都使用永磁会有一些缺陷。比如物流车，本来限载5吨，但为了赚钱，一般8吨，这就对电机的过载能力和可靠性要求很高。家用车10年跑个二三十万公里就了不得了，但物流车动则五十万公里，长期在路上，它作为一个赚钱工具，最看重的就是可靠性。另外重量大和噪音高，相对物流车不是问题，这些车还会故意做配重以求稳定，电机重一点对它来说还是好事。另外噪音对那么大辆车而言就不是噪音了。』
而这无疑是更适合可靠性更高的开关磁阻或感应，而非永磁。
其实早在数年前的中国，就有永磁电机和感应电机在汽车领域的应用之争。
在2013年以前，国内低速车市场，由上海电驱动一家垄断，采用的解决方案是永磁。能垄断的原因也在于永磁电机的效率高、质量轻，厂商很容易就接受了。
但过两年后，车辆上坡开始不给力，可也不是损坏，引起了麻烦的售后问题。
『乘用车是有温度系统和震动检测去保护电机的，而低速车的震动和散热是没有相应保护的，用的自然冷却。』
所以也导致，在2013年起，以感应电机切入的珠海英搏尔公司迅速赶超，永磁电机在这个市场全面崩溃。从2013到2017年间，感应电机迅速占领市场，英博尔也凭借感应电机的打法，于2017年成功IPO。
以感应电机取胜的珠海英博尔
而就在英搏尔上市的这个时候，深蓝动力的产品就出来了。
目前在磁阻电机领域，国内平均水平转矩脉动在70-100%，国际上目前的转矩脉动水平在50-70%，而深蓝动力做到了15%。『所以我想用永磁电机的性能、感应电机的价格去取代感应电机』，吴荒原说。
在电动汽车领域，目前深蓝动力适用于混合动力与插电式客车、混合动力与插电式卡车，小型纯电动汽车等场景，覆盖3kW-200kW功率范围，相关产品通过国家客车质量监督检验中心强制性检验。
电动汽车驱动电机的毛利将高于工业电机，而技术是取胜关键
对于电动汽车而言，可能一直以来困扰人们的首要问题是续航不够。
而在今天来看，随着电池技术的迭代，电动车续驶里程的短板制约，将日渐消弭。消费者对电动车的比较，将更多着眼于它的亮点，诸如动力性能，而这其中电机的重要性将愈发凸显。
据平安证券近期研报消息，『未来四年，国内车用驱动电机的需求量，有望实现40%的年复合增速，动力总成系统的累计市场规模有望达1500亿元。在早期新能源汽车试点推广阶段，车用驱动电机多是小批量、 定制化的产品，其毛利率高值近30%;而随着规模化量产的推进，新能源汽车驱动电机的毛利率水平将向工业电机趋近。考虑到车用环境的复杂性，及所要求的高性能，其毛利率水平应高于工业电机，有望维持在25%以上。』
长期以来，电机企业的成色，由国外企业在高端电机领域处于主导地位，而中国台湾富田电机凭借材料创新、极致设计及上下游的通力合作, 成为特斯拉独家供应商。
在国内市场，电机上市企业凭借其并购手段、规模优势、资金实力、品牌效应，近年来保持远超行业的增长速度，其市占份额不断提升。
截至2017 年7月，国内前五大纯电动乘用车企共生产113,621辆新能源汽车，占比近7成，从电机配套情况来看，广东大洋、上海精进电动、浙江卧龙、山东德洋、安徽巨一份额居前。
电机驱动系统相当于燃油车中的发动机，其驱动特性决定了电动车的爬坡、加速能力及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。目前国内的电机功率密度在2.8-3.0kW/kg,《中国制造2025》重点领域技术路线图提出，乘用车驱动电机20s有效比功率不低于4kW/kg,商用车30s有效比扭矩不低于19Nm/kg。
电机技术的壁垒一直是这个行业取胜的关键。由于各种行业竞争及国情因素，各家的主要技术指标暂未能公开。但从技术品种而言，深蓝动力采取的开关磁阻技术则是明显的差异。
各阶段代表企业的技术品种
吴荒原表示，『也不是说哪种电机好、哪种电机不好，我们对电机没有偏见。就好象感应电机是最传统的，但特斯拉为什么用感应而非永磁，其实还是在于你的技术。在永磁领域，这是国家大力发展的行业，所以这方面人才、公司也多，我们的技术其实和他们差不多，都在一个阶段里面。对开关磁阻而言，国内基本没什么人做，就是山东会做一些，但做的不好，而在国际上，基本很难找到能与我们匹配的技术。所以我认为未来会出现三足鼎立的局面。而我们的思路是，以感应电机的低价格、永磁的高效率，加上开关磁阻的可靠性，去抢夺这个市场。』
当然了，正如2016年10月发生的事，特斯拉前两款车Model S和Model X在采用交流异步电机路线后，新车Model3改用永磁同步电机路线，并于与中科三环签订3年期的钕铁硼磁体采购条款，使得中科三环成为了新代特斯拉的一级供应商。
这是商务能力还是格局变化还是技术突出，其原因我们不得而知。但唯一知道的是，这依旧是个依靠技术硬实力吃饭的地方。
随着特斯拉、大众等海外一线车企的国产化进程，车用驱动电机领域兼具业绩成长的确定性、估值提升的潜在性，配置价值显着，谁能绑定这些一线车企，又是另一个关键。
国内主要新能源汽车电机供应商及其客户
据悉，目前深蓝动力利用其开关磁阻电机和永磁电机产品，面向了微型车、乘用车及商用车三个领域。目前合作的车企有河北红星汽车、河南银泰汽车、湖北科荣汽车等。但由于产品在2017年才正式上线，吴荒原表示将在2018年发力市场。
之所以前期进度较慢，一方面原因是这本是个周期长的行业，另一方面则源于工科人的特性。
『其实创业这些年来一直如履薄冰，但心态却没有什么大起大落，没有什么很大的刺激。原因是像我们工科人的思维，不是产品做出来了、技术突破了会很兴奋，第一反应不是说要赚钱了，而是说这个产品会不会还有什么问题，我要再全面评估一下，希望把东西做完美。至于说技术突破、签了新订单带来的喜悦，没有过，签单我的第一反应是要赶快去盯生产，去确保质量。现在我们也做了三年了，三年我们投入了很多心血，之前有些失败我也没有很悲伤，因为这个东西本来就很难做成。现在做成了我也会想，还会不会有什么问题，专利怎么去部署、质量怎么去评估、性能怎么去评估，每天想的都是这件事。』
吴荒原说这些话的时候，声音很小，小到好像电机里的转子与定子从未接触过，但却从天生的磁能里，生出了不可思议并喷涌而出的动能。
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