新能源汽車的關鍵技術中釹鐵硼永磁同步電機結構設計

2020-09-05 瀚海新材料司南

由於電池、電機、電控是新能源汽車的三大核心部件，電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行駛中的主要執行結構，其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標，它是電動汽車的重要部件。電機驅動系統主要由電動機、功率轉換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構成。

釹鐵硼永磁同步電動機關鍵技術可以分為兩大類：

①以電機本身作為主體的關鍵技術,包括永磁同步電機設計、製造及永磁材料的研究等,這類關鍵技術,更加關注永磁同步電機本身的特性和性能、製造工藝及新型永磁材料在電機製造中的應用及發展；

②以電機為被控對象的關鍵技術,主要著力於電機的控制性能如電機運行的穩定性、電機的運行效率、電機的帶載能力、特殊場合下的特殊應用等,這類關鍵技術主要解決如何保證永磁同步電機高效、可靠啟動和運行的問題。

釹鐵硼永磁同步電動機關鍵技術

釹鐵硼永磁同步電動機理論還不如直流電機和感應電機完善，還有許多問題需要進一步研究，主要有以下兩方面：

效率：永磁同步電機低速效率較低 ,如何通過設計降低低速損耗 ,減小低速額定電流是研究的熱點之一。

弱磁能力：永磁同步電機由於轉子是永磁體勵磁 ,隨著轉速的升高 ,電動機電壓會逐浙達到逆變器所能輸出的電壓極限 ,這時要想繼續升高轉速只有靠調節定子電流的大小和相位增加直軸去磁電流來等效弱磁提高轉速。電機的弱磁能力大小主要與直軸電抗和反電勢大小有關 ，但永磁體串聯在直軸磁路中，所以直軸磁路一般磁阻較大 ,弱磁能力較小；電機反電勢較大時，也會降低電機的最高轉速。


相關焦點

  • 新能源汽車除了釹鐵硼永磁同步電動機外，還有哪些類型？
    永磁材料、電力電子技術（電機控制技術）的發展極大促進了相關電機的應用推廣，交流三相異步和釹鐵硼永磁同步電動機為當前大規模應用的主流產品。而驅動電機作為新能源汽車三大主要零件之一，如果說電池系統是電動汽車的血液，電控系統是電動汽車的大腦，那麼電機系統是電動汽車的心臟。
  • 相比傳統工業電機，釹鐵硼永磁同步電動機有更高的技術要求
    新能源汽車電機技術要求較高，釹鐵硼永磁同步電動機最具優勢。 驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一，相比傳統工業電機，新能源汽車驅動電機有更高的技術要求。現階段適合新能源汽車的驅動電機主要有釹鐵硼永磁同步、交流異步和開關磁阻三大類。因其不同特點， 各有應用場合。
  • 永磁同步電機一路高歌，電機企業如何穩住步伐？
    永磁同步電機是國內新能源乘用車電機的主流從行業配套來看，新能源乘用車驅動器以永磁同步電機為主、交流感應電機為輔。其中，永磁同步電機使用較多，因其轉速區間和效率都相對較高，但是需要使用昂貴的系統永磁材料釹鐵硼。
  • 永磁同步王者當道,盤點那些國產主流電動汽車電機
    說到永磁同步電機就不得不提及小時候玩的四驅車馬達，由於電生磁的原理，電機中的線圈在通電後會產生磁場，同時與內部的磁鐵之間由於同極相斥開始轉動，這時候電流的增大帶動線圈轉動的速度。不同於永磁同步電機採用磁鐵+線圈的設計，交流異步電機採用線圈+鐵芯的設計，雖然同樣採用電生磁的原理，但是相較於永磁同步電機只需要給線圈通電不同，交流異步電機需要同時給線圈和鐵芯通電。
  • 永磁同步電機是什麼?
    特斯拉的車標靈感來源於電機結構的橫截面圖。特斯拉Model S和ModelX使用的是感應電機，國產版的Modal 3使用的是永磁同步電機。按照電機轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速進行劃分，兩者相等稱為同步電機，不相等稱為異步電機（感應電機）。同步電機起初是為恆速運轉的設備提供動力。同步電機通過電網獲得功率，端電壓和系統頻率保持定值。同步電機的轉速被磁場的變化速度鎖定，因此同步電機的轉速是恆定值，與負載無關。同步電機轉速由以下公式決定：
  • 【鋰寶新材料聚焦】一文看懂新能源汽車電機的結構與零部件組成
    【鋰寶新材料聚焦】一文看懂新能源汽車電機的結構與零部件組成 2018-03-20 20:14　來源: 用戶1914611029 新能源汽車電機驅動系統是新能源汽車的三大核心部件之一，也是新能源汽車車輛行駛中的主要執行結構
  • 新能源車的電 機,永磁同步電機好還是異步電機好?
    昨天跟大家分享了新能源車（電動汽車）的電池知識，但其實我們提到電動車核心技術有三大塊，可以簡稱為「三電」，即電池、電機、電控。永磁同步電動機：永磁同步電動機以永磁體提供勵磁，使電動機結構較為簡單，降低了加工和裝配費用，且省去了容易出問題的集電環和電刷，提高了電動機運行的可靠性；永磁同步電機可以將電機整體地安裝在輪軸上，形成整體直驅系統，即一個輪軸就是一個驅動單元，省去了一個齒輪箱。
  • 讓永磁電機助力新能源汽車領跑全球市場
    他指出，「電機是新能源汽車的關鍵零部件，也是目前制約電動汽車發展的瓶頸之一。隨著電動汽車的發展，汽車動力面臨電控化和電氣化兩大技術變革。」    電機系統就是經常為社會所忽視的。其實在新能源汽車的成本構成中，電池系統和電機驅動系統所佔成本是最高的。電機處於新能源汽車產業鏈投資價值較高的一個環節。資料顯示，新能源汽車和傳統汽車最大的不同，就在於用電池取代了油箱。
  • 加碼釹鐵硼永磁材料行業布局 稀土永磁「老兵」大地熊成功上市
    7月22日，安徽大地熊新材料股份有限公司(股票簡稱「大地熊」，股票代碼「688077」)，成功登陸上交所科創板，公開發行新股2000萬股，募集資金投資項目總額3.52億元用於年產1500噸的汽車電機高性能燒結釹鐵硼磁體建設項目、稀土永磁材料技術研發中心建設項目和補充營運資金，實際募集資金總額達5.61億元。
  • 為什麼比亞迪偏愛永磁同步電機，特斯拉寶馬喜歡交流異步電機？
    眾所周知，新能源汽車最核心是三電系統，而電機作為其中重要一環，一直是行業和用戶關注的焦點之一。需要注意的是，永磁同步電機的線圈是作為定子，永磁體是充當轉子的，現在多數是用釹鐵硼材料製作，因為沒有電刷，所以換向必須採用「電子」的方式，下面是永磁同步電機的結構示意圖：
  • 淺析新能源汽車驅動電機
    其中，永磁同步電機得益於節能、效率、輕量化等優勢，使用最多，但由於轉子結構較為複雜，且需要使用昂貴的稀土永磁材料，如釹鐵硼等，因此出於成本、可靠性等因素考慮，部分車系採用交流異步電機。我國驅動電機已經自主開發出滿足各類新能源汽車的產品，部分主要性能指標已達到國際先進水平，但是在峰值轉速、功率密度及效率方面與國外仍存在一定的差距。
  • 永磁電機的發展歷史及應用領域
    合理設計永磁同步電動機的空載漏磁係數、凸極比、轉子電阻、永磁體尺寸和定子繞組匝數可以提高永磁電機的牽入性能，促使它應用於新型的紡織和化纖工業。 大型電站、礦山、石油、化工等行業所用幾百千瓦和兆瓦級風機、泵類用電機是耗能大戶，而目前所用電機的效率和功率因數較低，改用釹鐵硼永磁後不僅提高了效率和功率因數，節約能源，且為無刷結構，提高了運行的可靠性。
  • 新能源汽車電機電控系統介紹
    電池、電機、電控在新能源汽車中的應用此外，隨著整車車體結構輕量化的推進，電池、電機、電控系統在新能源汽車整車中的成本佔比也逐漸上升。因此，電機電控市場仍然在很大程度上影響新能源汽車市場的走向。二、永磁同步、交流異步電機成為驅動電機主流技術電動機在工業中的應用非常廣泛，功率覆蓋範圍寬，種類也很多。
  • 新能源汽車四種常用電機驅動系統詳解
    3、永磁無刷電動機在新能源汽車中的應用 隨著近些年來電力電子技術、微電子技術、微型計算機技術、稀土永磁材料、傳感器技術與電機控制理論的快速發展，使得交流驅動技術逐漸成熟。
  • 當前電機在智能製造進程中會面臨的技術難點與市場機遇
    據成都銀河磁體技術副總經理何金洲介紹，永磁體主要分為鐵氧體永磁與稀土永磁兩大類別，其中屬於稀土永磁的釹鐵硼磁體在實際應用中優勢明顯。其中永磁同步電機具有體積小、效率高、重量輕、可靠性好、工作溫升小等優勢，在新能源汽車驅動器中採用較多。但永磁同步電機並非毫無弱點可言，其存在最最大轉矩受永磁體去磁約束，抗震能力差，高轉速受限制，功率較小，成本高和起動困難等缺點。
  • 永磁同步電機與感應異步電機的差異化在哪?
    電機對於新能源汽車來說，是車輛動力的核心，關乎著車輛的加速行駛等力矩的輸出，對於新能源汽車來說，車輛使用的電機主要是有兩種類型，它們分別是永磁同步電機和交流異步電機。以國產純電動汽車來說則基本全部使用永磁同步電機，而感應異步電機則以特斯拉為代表，對於永磁同步電機和感應異步電機來說，兩者之間的差異化在哪呢？首先從兩者工作上面來進行分析，異步電機還需要使用大功率的逆變器，把直流轉換成交流，這個過程也會產生一些能量損耗。
  • 微型永磁直流電機基本簡介
    微型直流電機有各種類型，不同類型的微型直流電機能應用不同的產品，如永磁直流電機、減速電機、振動電機等等。比如，無鐵芯釹鐵硼永磁微型電機是利用釹鐵硼永磁材料的優異特性，作成無鐵芯電機，這樣大大減輕微型直流電機質量。
  • 高性能交流永磁同步電機伺服系統現狀
    永磁同步電動機轉子磁路結構不同，則電動機的運行特性、控制系統等也不同。根據永磁體在轉子上的位置的不同，永磁同步電動機主要可分為：表面式和內置式。在表面式永磁同步電動機中，永磁體通常呈瓦片形，並位於轉子鐵心的外表面上，這種電機的重要特點是直、交軸的主電感相等；而內置式永磁同步電機的永磁體位於轉子內部，永磁體外表面與定子鐵心內圓之間有鐵磁物質製成的極靴，可以保護永磁體。
  • 帶你了解新能源汽車驅動電機的磁組件
    新能源汽車驅動電機的磁組件的發展是根據永磁電機本身的需求而變化的。永磁交流電機指的是帶永磁體轉子的多相同步電動機，以前主要採用鐵氧體與鋁鎳鈷磁瓦，隨著功率要求越來越高，鐵氧體與鋁鎳鈷因磁能積低不能滿足要求，現在釹鐵硼磁瓦在大功率
  • 【磁材早報】今日主題——2018年中國釹鐵硼永磁材料行業發展現狀及市場競爭格局分析
    ②新能源汽車及汽車零部件 A、新能源汽車新能源汽車是未來新能源及節能環保行業對高性能釹鐵硼磁鋼需求量增長最快的領域。新能源汽車主要包括混合動力汽車（HEV）和純電動汽車（EV）。高性能釹鐵硼永磁材料主要應用於新能源汽車驅動電機。