在臺州溫嶺領(lǐng)偉創(chuàng)新智能系統(tǒng)（浙江）有限公司車間，一卷薄如蟬翼的銀色帶材在機(jī)械臂的精準(zhǔn)操控下被抓取、切割，再層層堆疊、涂覆。足足疊上四五千層后，它們最終變成新能源汽車電機(jī)的核心部件——非晶定子鐵芯。
上半年，全球首款量產(chǎn)非晶電機(jī)車型廣汽埃安N60上市，搭載的正是這家溫嶺企業(yè)獨(dú)家供應(yīng)的非晶定子鐵芯。該車型電機(jī)峰值效率達(dá)到極致的99.1%，續(xù)航里程提升15%至20%。
非晶合金并非新事物。作為一種兼具金屬和玻璃雙重特性的新型固體材料，它常出現(xiàn)在節(jié)能變壓器、醫(yī)療器械等器材中。然而一直以來，它卻始終未能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，直到領(lǐng)偉創(chuàng)新出現(xiàn)。國家級激光加工星空機(jī)器人國際科技合作基地主任薛偉教授從事合金材料精密制造研究多年，將這視為重大突破。非晶電機(jī)為何備受矚目？99.1%的效率意味著什么？
超級材料的優(yōu)勢
非晶合金為何在業(yè)界被譽(yù)為“超級材料”？
“這是由原子結(jié)構(gòu)決定的。”薛偉介紹，傳統(tǒng)硅鋼片處于“晶體世界”：原子像士兵一樣整齊列隊(duì)，形成一個個“方陣”——晶粒，不同方陣之間總有固定的“圍墻”，也就是晶界隔著。方陣內(nèi)部又包含若干個“作戰(zhàn)小組”，小組之間有可移動的“臨時分界線”即磁疇壁，各組內(nèi)士兵都面朝同一個方向。外加磁場來了，下令“調(diào)整隊(duì)形”，各小組通過移動分界線重新劃地盤。但整個“操場”上布滿障礙，不僅有晶界，還有雜質(zhì)、應(yīng)力、位錯這些“坑洼”和“路障”，這些都會卡住分界線，使其難以移動。這時，為了讓分界線跨越“障礙”移動起來，就需要加大磁場，這一過程伴隨著能量損耗，即磁滯損耗。同時，變化的磁場又形成電流回路，產(chǎn)生焦耳熱，即渦流損耗。
非晶合金則被譽(yù)為“金屬玻璃”，原子沒有“方陣”、沒有“圍墻”，連“作戰(zhàn)小組”都不存在。原子像廣場上散步的人群，各走各的，磁場說“轉(zhuǎn)向”就轉(zhuǎn)向，幾乎不費(fèi)力氣，損耗自然極低。由此，非晶合金獲得兩大特性：電阻率極高、磁滯損耗極低。
一組數(shù)據(jù)可以說明差距：非晶合金電阻率比傳統(tǒng)硅鋼高出3個數(shù)量級，磁導(dǎo)率達(dá)到普通硅鋼片的20到100倍，鐵芯損耗僅為常規(guī)硅鋼片的五分之一到十分之一。
更關(guān)鍵的是厚度。非晶帶材的厚度只有25微米，相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的三分之一，A4紙厚度的四分之一。渦流路徑被壓縮到極致，損耗指數(shù)級下降。
市面上，主流永磁同步電機(jī)的峰值效率長期卡在96%到97.5%之間，頭部企業(yè)把“效率再推高0.1%”當(dāng)成工程難題來攻克。而非晶電機(jī)則繞開了硅鋼的物理特性限制。“這不是堆料，也不是優(yōu)化算法，是材料維度的降維打擊。”薛偉說。
但非晶也有其局限性：當(dāng)電機(jī)處于低速工況時，銅損占大頭，此時若將傳統(tǒng)硅鋼換成非晶，收益有限。它的“主戰(zhàn)場”在10000轉(zhuǎn)以上的高速區(qū)間。轉(zhuǎn)速一上去，相較銅損，鐵損指數(shù)級飆升，那才是傳統(tǒng)硅鋼電機(jī)的真正瓶頸。非晶正好是針對鐵損的“特效藥”。
新能源汽車電機(jī)轉(zhuǎn)速普遍超過15000轉(zhuǎn)，正是非晶電機(jī)大顯身手的領(lǐng)域。武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院副教授郭巍既從事非晶合金基礎(chǔ)研究，也深耕產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，他解釋：“續(xù)航增幅從哪來？非晶電機(jī)提升的能效，直接轉(zhuǎn)化為續(xù)航里程的增長。”
非晶材料有如此優(yōu)勢，為什么此前始終沒能規(guī)模化量產(chǎn)？
領(lǐng)偉創(chuàng)新總經(jīng)理李豐平?jīng)]有直接回答，而是先示范了一遍“手撕非晶”。他捏住銀色帶材邊緣輕輕一扯——“啪”的一聲，斷了。但指尖傳來的觸感分明在說，這不是紙，硬度堪比陶瓷。維氏硬度900，是不銹鋼的三四倍。車間老師傅試過，普通剪刀一剪，刃口瞬間卷鈍。
這種“又脆又硬”的矛盾體，讓傳統(tǒng)硅鋼加工中理所當(dāng)然的一切都成了難題。非晶太薄太脆，無法用傳統(tǒng)沖壓方式加工，也難以承受電機(jī)內(nèi)部高溫、高應(yīng)力、高振動的嚴(yán)苛環(huán)境。
“爬坡”自動化，產(chǎn)能攀升
車間里，見到了剛下生產(chǎn)線的非晶定子鐵芯——半徑約10厘米、高約20厘米的圓柱體，體積不大，內(nèi)里中空，內(nèi)側(cè)呈齒輪狀。
讓這個材料從實(shí)驗(yàn)室走向批量裝車，中間隔著熱膨脹失配、脆性掉渣、銅耗上升等數(shù)座大山。領(lǐng)偉創(chuàng)新如何逐一翻越？
“我們2020年扎進(jìn)這個賽道時，完全從零起步，沒有成熟工藝，沒有現(xiàn)成設(shè)備。這是一條從未有人蹚過的路。”李豐平說。
“第一套產(chǎn)線完全‘手搓’，連涂覆膠水都是用簡易工具一毫米一毫米地刮。”李豐平回憶，當(dāng)時，一天只能做一兩個定子鐵芯，歪歪扭扭、疊片錯位是常態(tài)，“做不出來才是正常的”。更大的麻煩在于，一個非晶定子鐵芯由四五千片帶材堆疊而成，每一層的角度、厚度、膠層均勻性稍有偏差，整個磁路就跟著畸變。制造應(yīng)力稍大，非晶的無序結(jié)構(gòu)就會被破壞，前功盡棄。膠水涂覆厚度必須卡在一個極嚴(yán)苛的合格區(qū)間內(nèi)：厚了擠占磁通空間，薄了層間絕緣失效。團(tuán)隊(duì)反復(fù)調(diào)整涂覆頭的角度和壓力，最終把數(shù)據(jù)控制在微米級。
“初代版本跑通后，我們才著手做自動化。團(tuán)隊(duì)本來就是做自動化起家的，但這次的自動化卻是一次‘極限挑戰(zhàn)’。”李豐平?jīng)]想到，“最前沿的科技，卡在了最傳統(tǒng)的沖壓環(huán)節(jié)。”
模具是更大的挑戰(zhàn)。其材質(zhì)必須比非晶更硬才能裁透，例如硬質(zhì)合金。但硬質(zhì)合金的磨損速度快得驚人，時不時就得拆下來打磨。車間樓下配了四臺磨床，專門伺候這些“嬌貴”的家伙。“但拆了重裝，本身就在拉低效率。”
從手工到自動化的爬坡，是產(chǎn)能逐步攀升的過程。2025年上半年非晶定子鐵芯自動化生產(chǎn)設(shè)備落地至今，月產(chǎn)量已超萬套，第二生產(chǎn)基地年產(chǎn)50萬套的新裝備正在陸續(xù)安裝調(diào)試中。
“我們研發(fā)了工藝、裝備、質(zhì)量管控一整套體系，定子鐵芯的鐵損最終鎖定在1.6瓦每千克。這是企業(yè)核心的護(hù)城河。”李豐平說。非晶定子鐵芯成本是硅鋼的三倍，但效率提升帶來的續(xù)航增加，讓客戶愿意買單。
加速從1到N
技術(shù)已經(jīng)跑通了。領(lǐng)偉創(chuàng)新走完了從0到1最難的這段路，接下來的問題是加速從1到N的過程。
市場已經(jīng)在用訂單投票。領(lǐng)偉創(chuàng)新年初月產(chǎn)非晶定子鐵芯1萬套，如今廣汽追著要3萬套，生產(chǎn)線日夜擴(kuò)充。
但非晶電機(jī)的想象力遠(yuǎn)不止于此。eVTOL（電動垂直起降飛行器）、人形星空機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，正在把目光投向這項(xiàng)技術(shù)。
薛偉介紹，在對重量“克克計較”、對瞬時爆發(fā)力寸步不讓的低空經(jīng)濟(jì)與高端裝備領(lǐng)域，非晶材料眼下是“錦上添花”，未來可能變成“不可或缺”。“人形星空機(jī)器人的關(guān)節(jié)需要瞬時爆發(fā)力，電池續(xù)航是核心痛點(diǎn)，否則到了關(guān)鍵時刻，它會突然‘啞火’。非晶電機(jī)效率高、重量輕，投入應(yīng)用會帶來很大突破。”
應(yīng)用邊界是否還能進(jìn)一步拓展？“非晶電機(jī)是一個驅(qū)動裝置，跟電機(jī)相關(guān)的領(lǐng)域都能用。”薛偉舉例，工業(yè)節(jié)能與智能制造場景下，非晶電機(jī)的低損耗特性可大幅降低長期運(yùn)行成本；在精密醫(yī)療與消費(fèi)電子等新興場景，其則可解決精準(zhǔn)控制、熱管理及運(yùn)行靜音等核心痛點(diǎn)。
今年3月，浙江省非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在第四屆非晶電機(jī)研討會上成立，搭建起覆蓋材料研發(fā)到應(yīng)用檢測全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同架構(gòu)。
市場在等產(chǎn)能。領(lǐng)偉創(chuàng)新正與時間賽跑。李豐平坦言，傳統(tǒng)沖壓模具損耗問題仍需攻克，自動化設(shè)備精度還要精進(jìn)，設(shè)備迭代一刻不能停。而對電驅(qū)工程師而言，當(dāng)下需要厘清的是什么場景換非晶收益明確，什么場景硅鋼仍是最優(yōu)解。
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