永磁电动机为新能源汽车创造“强大的心脏”

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雷军70周年,是哪个省市的

永磁电动机为新能源汽车创造“强大的心脏”


永磁电动机为新能源汽车创造了“强大的心脏”

用自己的双手掌握“生命之门”

金凤

时间不长此前,吉利汽车,中通客车等国内知名汽车企业的电动汽车已下线。由京师百世电气(上海)有限公司(以下简称京津电气)牵头的新能源汽车的高性能永磁电动机已安装了7万多台。站。

从第一代功率密度为4.2-5.3kW/kg的圆线绕线电动机到第二代功率密度为6.3kW/kg的扁铜线绕线电动机,产品和样品永磁电机指标与欧洲,美国,日本和韩国等一线汽车电机制造商的产品水平相当或超过。

在过去的两年中,公司和其他17个部门带动了上游产业链突破技术瓶颈,并在国家“十三五”规划中填补了多项国家技术和产品。新能源汽车驱动电机的关键研发计划。空白。其中,高端稀土永磁体中重稀土的使用减少了近50%。绝缘材料的长期耐温超过200°C,耐电晕磁铁的寿命是国家标准的几倍;漆包扁线的使用寿命超过90小时。

一些依赖进口的原材料,核心组件和设备是独立开发和生产的。有些材料不仅使用寿命比国外长,而且仅花费国外60%的费用。

截止到2019年6月30日,该项目的第一代圆形绕组电动机已积累了6.8万辆乘用车和近4,000辆商用车。

驱动器电动机担负着世界一流的汽车电动机制造商

新能源汽车的发展与——电动机系统(电气驱动的核心组件)密不可分。
高速,高效和高可靠性的电动机使新能源电动汽车消耗的能量更少,使用寿命更长。

电动机的电流由绕组传导,因此绕组之间以及绕组与铁心之间需要绝缘。低电阻和可靠的绝缘是电机绕组的基本要求。

在21世纪初,著名的电机专家Cai Wei发明了“发夹式绕组”电机,该电机后来应用于通用的雪佛兰Tahoe Hybrid,这是世界上第一个“发夹缠绕”。电机在汽车电驱动领域的应用。

自2017年启动国家重点R&D计划以来,蔡伟作为负责人特别领导精密电气和其他部门,完成了第一代圆股绕组的技术创新。功率密度为4.2kW/kg的电动机。批量生产和装载应用。

同时,第二代扁平电磁线圈电动机也已经完成了原型制造和性能测试,并进入了测试认证。通过巧妙的设计,他们解决了多并联分支波绕组布置的拓扑问题,调整了冷却和焊接参数,解决了多套细扁线电机绕组的制造问题,提高了电机的极数和速度,并且使电机更小。铜线,硅钢片等材料的使用较少,单位功耗较少,性价比较高。

“功率密度从4.3kW/kg增加到6.3kW/kg,超过了美国通用螺栓电机的4.6kW/kg和BMW i3电机的3.8kW/kg的功率密度美国计划到2025年将新能源汽车电动机的功率提高到5.7kW/kg。”蔡炜说。

在此基础上,第三代换位导线绕线电动机也已经启动。

高端永磁体将稀土含量降低了50%

在全球新能源汽车电动驱动器中,永磁电动机占近90%。在永磁体中添加重稀土金属(如钌和)可以保持剩磁并提高矫顽力。 “但是,稀土矿山中稀有稀土储量稀少。随着新能源电动汽车的普及,国内外稀土永磁电机的大规模生产,使用重稀土将面临资源短缺的瓶颈。 ”。蔡炜说。一些发达国家已经在电气产品中使用了低重稀土永磁体。

《中国的稀土状态与政策》白皮书指出,中国占全球市场供应量的90%以上,其中稀土资源占23%。

但是,我国的稀土永磁体和永磁电动机早就受到日本的限制。 “在日本购买中国的稀土永磁原材料,制造永磁甚至电动机之前,然后将它们高价卖给我们或出口到欧美。”蔡炜说。

如何有效利用重稀土资源以避免资源短缺并降低成本?在这个特殊项目中,蔡伟率先结合烟台首钢磁性材料有限公司,开发了渗透技术和晶格细化技术,可将重稀土的使用减少多达50%。

过去,重稀土如钇或钇经常与其他永磁材料一起使用。现在,通过细化晶格,重稀土元素会渗透到需要渗入的磁铁中。去那里,少用又精确。

蔡炜介绍说,研发人员使用晶粒细化和微结构一致性工艺来填补国内细粉工艺的空白,35EH磁体的质量含量为7wt%-8wt。 %减少到5wt%,重稀土的使用减少超过20%。同时,它们将细粉工艺与扩散工艺结合在一起,使42EH磁体的铋含量从8wt%降低到等效的镝4.5%,从而减少了重稀土的使用量。 40%—50%。

某些绝缘材料的耐蚀性是国家标准的10倍以上

作为新能源汽车的心脏,电磁线很多在驱动马达中。如果绝缘材料不能承受电动机运行时的高压,高温和高电压变化率,则很容易击穿绝缘材料,从而降低电动机的使用寿命。

耐电晕绝缘中国生产的材料是原材料。基本上来自国外的制造商,“例如纳米粒子改性的聚酯亚胺等原料和耐电晕的软复合纸等,随时都会碰到脖子。蔡炜表示,卖方市场的实力已经使

在这个项目中,蔡炜和苏州聚丰绝缘材料有限公司(以下简称聚丰)使用了纳米颗粒和漆包线基树脂,这种复合技术突破了纳米粒子难以分散在搪瓷漆基树脂中的技术瓶颈,并制备出均匀分散的纳米分散体,从而成功制备出耐电晕的搪瓷漆。

目前,聚丰开发了电耐卤化聚酯酰亚胺浸渍树脂,长期使用温度超过200°C。其耐电晕漆包线漆包线的耐电晕测试寿命超过90小时,填补了国内空白,超过了国际标准。竞争对手的指标。
耐电晕漆包圆线的耐电晕寿命超过100小时,是国家标准要求的10倍以上。

今年9月,中共中央和国务院发布了《交通强国建设纲要》,旨在加强对前沿技术的研发,针对下一代信息技术,人工智能,智能制造,新材料和新能源。 《纲要》。

蔡唯认为,汽车工业是道路交通的重中之重。 “汽车的核心部件很强大,而中国的汽车工业很强大”。

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