车用驱动电机技术发展

2一、设计制造技术的发展二、主要原材料的发展三、发展趋势四、我们的现状1.1设计技术多物理场耦合仿真设计•电、磁、热、机械、控制等设计理念1.2加工工艺技术定子机器下线转子的整体充磁技术以及相关技术3•多物理场耦合仿真设计•设计理念1——PRM（永磁磁阻电机）磁阻转矩分量较永磁转矩分量大•设计理念1——PRM（永磁磁阻电机）6磁饱和度低低反电势高磁感更大的转矩低铁耗更高效更宽的弱磁范围更小的弱磁电流高电感磁钢用量小大凸极率铜耗大高磁阻转矩分量弥补铜耗大的缺陷•设计理念2——其他少用磁钢的技术方案•混合励磁电机；•表面式概念永磁电机的内置式转子；7•设计理念3——可变磁通电机8烧结钕铁硼铝镍钴•设计理念4——Halbach阵列电机9高磁密强磁势磁钢用量大磁钢制作较复杂•设计理念5——非对称磁极101.减小饱和程度；2.增加单方向Lq电感•设计理念6——非均匀气隙设计技术•转子；•定子；（较少应用）•特点1：有效降低齿槽转矩/转矩脉动•特点2：有效降低反电势的谐波分量1112•设计理念7——转子分段斜极技术13•定子机器下线技术14Toshiba东芝Honda本田Honda本田15•整体充磁技术提高电机装配效率；降低生产成本；•转子灌封环氧灌封-热环氧-冷环氧-环氧模塑料注塑1617一、设计制造技术的发展二、主要原材料的发展三、发展趋势四、我们的现状•硅钢片•定子冲片，转子冲片•无取向硅钢片，取向硅钢片•低铁损硅钢片，高磁感硅钢片•超强机械性能硅钢片•永磁体•高矫顽力，高耐温•耐腐蚀涂层、镀层•电磁线•绝缘材料•绝缘纸•绝缘套管•绑扎带、线182.1硅钢片•定子冲片•低铁损；•高饱和磁密；•高磁导率；•镀层的绝缘性；•加工工艺性；•耐腐蚀性；•其他；2011-12-25上海电驱动有限公司19低损失高磁通密度纳米结晶软磁性材料2.1硅钢片•转子冲片•高磁感；•高强度/高机械特性；2011-12-25上海电驱动有限公司20牌号铁损（W/kg）磁感（T）屈服点（Mpa）硬度（Hv1）W15/50W10/400B5027PNHF16002.2514.01.6935520027PNF15002.0313.31.6541021035PNT650Y8.545.01.66700230上表数据摘自韩国POSCO钢铁公司产品册2.2永磁体•高温度特性•高温下的内禀退磁曲线•高温下的退磁曲线2011-12-25上海电驱动有限公司21BBr内禀退磁曲线Hk退磁点HcbHcj退磁曲线Hk’0H内禀退磁曲线的方形度退磁曲线的线性度高Hcb，高Hcj低温度系数2011-12-25上海电驱动有限公司22国内某厂家HondaCIVIC磁钢2.2永磁体•磁材及镀层耐氧化腐蚀能力•磁材的低失重特性；•镀层的耐摩擦性；•镀层的绝缘性；•少Dy，少Tb或无Dy,无Tb的高Hc磁体•Dy，Tb为重稀土元素，一般来讲其含量越高，磁钢的磁性能越好。2011-12-25上海电驱动有限公司232.3电磁线•强润滑性•高柔软度•高漆膜附着力•高耐电晕性能•易挂漆性•针孔数2011-12-25上海电驱动有限公司242.4绝缘材料•绝缘纸•玻璃漆管•槽楔•绑扎线•塑料•热固性塑料•热塑性塑料2011-12-25上海电驱动有限公司25绝缘层和玻璃纤维管的结合度好差2011-12-25上海电驱动有限公司26一、设计制造技术的发展二、主要原材料的发展三、发展趋势四、我们的现状三、发展趋势•更好的电磁设计•更高磁阻转矩分量•更宽的弱磁调速范围•更小的电流•更高的转子可靠性•更小的磁钢涡流•更高的效率2011-12-25上海电驱动有限公司27三、发展趋势•强散热能力•冷却结构——水道•低水阻•大散热面积•电机内部结构•和壳体的良好接触•铜耗产生热量到铁心的良好传递•喷油冷却2011-12-25上海电驱动有限公司28三、发展趋势•高工艺设计要求•提高产品设计的工艺性（便于加工/装配）；•结构件本身的工艺性•整体装配的工艺性•接线盒的装配结构•使用更好的工艺保证电机的性能/质量；•机器自动下线•转子灌封•定子浇环氧封装2011-12-25上海电驱动有限公司29三、发展趋势•高可靠性，长寿命•电气可靠性•绝缘性能(绝缘结构，绝缘材料，绝缘处理工艺)•机械可靠性•耐振动•防水防尘•耐严酷环境的可靠性•接插件•电缆线2011-12-25上海电驱动有限公司302011-12-25上海电驱动有限公司31一、设计制造技术的发展二、主要原材料的发展三、发展趋势四、我们的现状四、我们的现状•设计技术研究现状•多物理场耦合仿真设计的开展•电磁场与热场的耦合•结构件机械性能仿真•冷却结构的水阻/散热仿真•先进设计理念的研究与尝试•设计与先进工艺的结合不足•机器自动下线和定子槽的设计•自动化装配机器和装配结构设计2011-12-25上海电驱动有限公司32四、我们的现状•技术验证研究现状•仿真和试验对比的开展•电磁性能验证•铁耗的对比•散热性能验证不足•端部绕组和槽内绕组的温差验证•其他部位温度的（如轴承）验证•机械性能仿真验证不足•结构合理性•冷却结构的水阻•结构件的机械安全性•放水防尘性能2011-12-25上海电驱动有限公司33四、我们的现状•关键零部件的技术条件研究不够深入•硅钢片•交流磁化特性与直流磁化特性的区别；•高速时铁损的计算；•屈服强度、硬度等的要求；•磁钢•技术要求粗放型；•验收标准缺乏；•漆包线•缺乏技术验证，如耐电晕性能；2011-12-25上海电驱动有限公司34四、我们的现状•基础技术研究不够深入•定子铁心的制造•叠压系数的控制与铁耗的关系；•退火处理与铁耗的关系；•绕线、嵌线技术研究•线圈的现状对定子参数的影响；•嵌线方法技术对定子参数的影响；•机器自动下线：？？？•浸漆的工艺参数研究•真空压力浸漆：粘稠度，真空度，压力，•批量化浸漆技术：？？？2011-12-25上海电驱动有限公司35四、我们的现状•基础技术研究不够深入•转子铁心的制造•叠压系数的控制与铁耗的关系；•转子灌封——工装以及工艺参数•冷环氧灌封；•环氧模塑料灌封；•转子整体充磁技术•充磁参数对磁性能的影响；•充磁效果的在线检测、质量控制；2011-12-25上海电驱动有限公司36谢谢大家关注！