本田用横向磁通电机减少电动车动力总成长度

2013-08-09 14:25 来源:电子信息网 作者:蒲公英

为了减少电动车中电机的轴向长度,本田目前正在开发一款横向磁通电机(Transverse Flux motor)。在2013汽车工程师年会上,工程师对这款新型三维磁通电机原理进行了阐述。

与传统使用铁芯定子和绕组线构成的电机相比,这款横向磁通电机由软磁复合材料(soft magnetic composite,SMC)定子和线圈组成。这款电机总共只有5个部件,此外,它引发了新的技术话题,即如何进一步提升电动机效率以及矩形波形线圈的生产开发技术。

本田的IMA混合动力系统在内燃机和无级变速箱之间安置了一个电机,由于电机的轴向长度使动力总成的宽度增加。为了使IMA混动系统能够在更多车辆架构中方便搭载,需要缩短电机的轴向长度,从而使动力总成整体宽度缩短。

为了缩短电机轴向长度,工程师决定从减少线圈末端长度着手,提出了横向磁通电机方案,由于线圈末端不直接提供扭矩,因此不会对电机性能造成影响。最初的横向磁通电机原型采用的是内部环形线圈。这项设计随后被用来应对磁性饱和短路现象。

凸极集中绕组电动机的定子中,包含110个齿牙,横向磁通电机通过三维定子磁芯以及两个矩形波浪形成简单的定子结构。

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然而,由于软磁性复合材料的铁损特性,原始设计的电机效率相对较低,电磁效率仅为79.1%。另外,矩形线圈的制造工艺与圆形线圈也有所不同。工程师因此利用矩形波浪线圈作为一个折中的方案。

为了提升电机效率,工程师对软磁性复合材料芯子的结构以及生产条件参数进行了研究,然后得到了减少磁性损失的方案,电机中的磁滞损耗和涡轮损耗带来的磁性损失将得到抑制。

要减少磁滞损耗,首先需要降低铁粉的矫顽力,矫顽力形成的主要因素是在压缩过程中铁粉的晶界以及压实过程中铁粉的张力所致。因此,他们试图通过将铁粉进行退火处理增加铁粉晶粒的体积,并通过增加压实后热处理的温度防止铁粉张力过高。

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电机 本田

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