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高效低成本电机

第一电动网 辛迪嘉

  电动车普及的障碍之一,就是电动车价格居高不下,而价格主要受到电池价格的影响,毕竟在动力电池没产业化以前,价格是降不下来的,但这也并不妨碍电动车的商品化,毕竟除了电池以外,其他的零件还是有削减成本的空间的。

  聆风就是个很好的例子,它的电机采用了可减少电力损失的高效构造,通过电机小型化以及减少高价稀土磁铁的使用量降低了生产成本。

(a)为了减少电能损失和稀土磁铁的使用,电机采用了小型外壳。

(b)虽然并未使用成本较高的方形线圈,但通过减小间隙提高了间隙因数。

(c)电机的输出轴通过2个减速齿轮连接驱动轴。(d)主要性能参数。

  除了缩小间隙外,效率提高的关键在于减少电磁钢板和磁铁产生的涡电流。涡电流除了会造成电能损失外,还会产生热,会增加电机和逆变器冷却时所需的能量,这无疑会增加系统成本。为了减少涡电流,聆风的电磁钢板厚度仅为0.3mm,另外,还通过把每个磁极的磁铁分为多个小磁铁,从而抑制了涡电流的产生。

  除了在用料上下功夫,有的厂商还通过让现有车型共用电机来降低成本。如丰田的iQ EV就通过与雷克萨斯GS混合动力共用电机获得了量产效应。

  减少功率半导体面积

  电机的逆变器都要使用功率二极管和功率晶体管等功率半导体元件。由于功率半导体的成本与基板面积成正比例,因此日产工程师在设计聆风时尽量减少了基板的使用面积,同时也通过与风雅混合动力共用芯片实现了量产效果。

聆风逆变器

  日产并未公布聆风的逆变器功率半导体面积,不过二极管和晶体管是通过2到3个约10mm见方的芯片来实现的。

  功率元件是通过切分硅基板制成的,由于基板上存在结晶缺陷,因此无法使用所有的面,芯片面积较大的元件,材料使用率越低,进而导致成本上升。为力求低成本,聆风通过配置多个面积较小的芯片控制了生产成本。

  聆风虽然和风雅混合动力芯片尺寸相同,但由于两车电机的输出特性不同,因此配备的芯片数量有所不同。

  ( 编辑/辛迪嘉 )

来源:第一电动网

作者:辛迪嘉

本文地址:https://www.d1ev.com/news/jishu/3973

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