引言电动汽车因而电启动为原形的、平安、经济、纯洁的绿色交通对象，在动力、处境等方面具备特别的优良性和比赛力，并且能够便利地采纳当代遏制技能实行其机电一体化，具备开阔的进展前程。电动汽车启动机电

机电启动系统是电动汽车的动力源，是决意汽车运行各项功用指方向主体与内涵凭借。暂时，电动汽车机电首要有直流机电、感到机电、永磁无刷机电以及开关磁阻机电等。

1.1直流机电

初期开拓的电动汽车多采纳直流机电，其遏制安装浅显，成本低。电动汽车最常采纳的是他励直流机电和串励直流机电。但由于直流机电存在换向器和电刷，它们之间有死板磨损，需求按时维持。换向器和电刷之间的死板斲丧、来往斲丧以及电斲丧使得直流机电的效率较低。直流机电在当代高功用电动汽车上的运用正在较少，但仍有一些电动汽车在运用，比方，东京大学UOT电动汽车，马自达公司BANGO电动汽车，意大利菲亚特公司E/E2电动汽车，我国的陆骏电动汽车。

1.2永磁无刷机电

永磁无刷机电可分为两类：一类是具备正弦波电流的永磁同步机电，另一类是具备矩形脉冲波电流的无刷直流机电。两种机电，转子都是永远磁体，机电转子不需求电刷和励磁绕组，颠末定子绕组换相形成扭转转矩。

永磁无刷机电靠得住性高，输出功率大，与不异转速的其余机电比拟具备体积小，原料轻，便于修理，高效率，高功率因数等特征。

由于转子没有励磁绕组，无铜耗，磁通小，在低负荷时铁耗很小，因而，永磁无刷机电具备高的“功率/原料”比，能够高速运行，同时由于没有转子的磨损且定子绕组是首要的发烧源，易于冷却。转子电磁功夫常数小，机电动态性格好，极限转速和制动功用都由于其余典型机电。但永磁无刷机电的功率范畴较小，正常最大功率为几十千瓦，共事在高温、震荡和过高电流效用下，会产生磁性消退形势，下降永磁无刷机电的功用。

内嵌永磁体无刷直流机电是一种新式的无刷机电，这类机电在转子铁芯上开有与极数不异的燕尾槽，将永磁体嵌入其内，永磁体与相邻的铁芯凸极构成一个磁极，这类机电同时完备无刷直流机电和串励直流机电的性格。颠末调理超先导通角，能够实行恒功率运行，颠末优化遏制超前角还能够优化机电的效率，进而获得较宽的恒功率运行区以及较高的效率。

丰田汽车公司的Prius，本田汽车公司的CIVIC，Nissan的Altra，我国一汽团体、东风汽车的混杂动力轿车、同济大学燃料电池轿车，比亚迪E6等采纳的都是永磁同步机电。除Tesla外，暂时商场上干流的电动汽车与混动汽车大多采纳了稀土永磁同步机电，稀土永磁同步机电代表了汽车厂商的干流取舍。

1.3开关磁阻机电

20世纪80岁月，钻研者就开端打算用于电动汽车启动的开关磁阻机电。与保守的交换机电不同，开关磁阻机电为双凸极布局，并且只在定子上安设有集结励磁绕组，转子上既没有永远磁铁，也没有绕组。开关磁阻机电布局浅显牢固，靠得住性高，原料轻，便于修理，成本低，同时效率可到达85%～93%，转速可到达r/min以上。但存在噪声和转矩摇动题目，在电动汽车上的运用遭到束缚。

机电首要构成及材料机电首要由定子（停止部份）、转子（扭转部份）构成，定子和转子的首要材料为死心（正常为硅钢）和绕组构成，在电动汽车中宽广运用的永磁无刷机电由永磁体充任转子，而直流机电还含有电刷和换向器部件。别的还包罗电动机附件：端盖、风扇、罩壳、机座和接线盒。

2.1铁芯材料硅钢

铁芯材料无取向硅钢片是启动机电的关键材料，其功用影响了启动机电的启动性格和从军体现。硅钢正常含0.5～4.5%的硅，严刻遏制碳、氮（原料分数均小于50×10-6），偶然还需参预高Al含量来保证其优良的磁功用稀奇是低的铁损。

电动汽车启动机电对采纳的电工钢片有下列请求

（1）为供应高扭矩用于启动，电工钢务必有高的磁感；

（2）为擢升动力调动效率，电工钢在中低磁场下有高磁感和高频下的低铁损；

（3）高转速下，请求哄骗高强度电工钢具备高强度，稀奇关于永磁启动机电，磁极镶嵌于转子中，保证转子的强度相当紧要；

（4）削减转子和定子之间的空隙能够灵验擢升磁通密度，请求电工钢薄片具备精良的冲片性

（5）高的疲惫寿命。电动汽车所用的电工钢片，既是请求磁功用的机能材料，也是请求强度和疲惫功用的布局材料。

启动机电请求的电工钢片要较保守无趋势电工钢强度高MPa。由于电工钢的超低碳含量以及冷轧后需举办再结晶退火，正常处境下无奈颠末相变和位错加强机制举办加强。为了避免磁滞时效，也无奈举办空隙原子固溶加强。因而只可颠末代位原子固溶加强和析出加强。

由于日本在新动力汽车方面处于寰球超越地方，与其启动机电配套的无取向硅钢片曾经能够产业化临盆，且临盆技能趋于老练。而这一关键材料在我国尚不能够产业化临盆，照样首要倚赖出口。暂时武钢正在举办高强度无取向电工钢的产业实验，钢铁钻研总院已开端在实践室颠末摹拟薄板坯连铸连轧技能试制高强度无取向电工钢。

2.2永磁材料

高的矫顽力才华保证机电输出所需的磁动势，使机电处事点凑近最大磁能积，充足操纵磁钢的能耐；高的残剩磁化强度，能保证机电有较高的转速，大的输出扭矩和大功率；高的内禀矫顽力，可保证机电较强的过载、退磁及抗老化、抗低温能耐；高的磁能积，磁能积越高，示意永磁体在机电中理论运行的处事系数越好。汽车行业关于钕铁硼等永磁材料的需求量将不休增加，永磁材料用于汽车机电具备开阔的进展前程，汽车机电需求永磁材料每辆将超3kg。

2.2.1铁氧体永磁材料

非金属永磁材料，机电中罕用的丰年发觉的钡铁氧体（BaO6·Fe2O3）年发觉的锶铁氧体（SrO·Fe2O3），两者磁功用挨近。锶铁氧体的Hc值略高于钡铁氧体，更合适在机电中运用。首要益处包罗矫顽力高（Hc范畴~kA/m）、价值低廉、不含稀土元素及贵金属成份、比重相对较小（4.6~5.1g/cm3）、退磁弧线（或弧线中很大一部份）挨近直线，回答线原形与退磁弧线的直线部份重合，不需求举办处事功用褂讪解决。其毛病是剩磁感到不大（0.2~0.44T）、磁能积（BH）最大仅为6.4~40kj/m3；处境温度对磁功用的影响较大、剩磁温度系数αBr为-0.18~-0.20%/K-1，αHjc的温度系数为0.4~0.6%/K-1，易碎。需求稀奇留意的是αHjc为恰巧，其矫顽力随温度的抬高而增大，随温度的下降而减小，因而务必举办最低处境温度下的最大去磁处事点的校核打算，以避免在低温时形成不成逆退磁。该材料正常合适打算成扁平状。铁氧体质料为FeO3和金属盐类（碳酸盐、硫酸盐等）及增加剂（高岭土Ca2O3）等。经解决，再混杂、预压、预热、毁坏成确定粒度，在0.7T以上磁场中取向，而后在1~℃下烧结1~2小时成型。

2.2.2铝镍钴合金

铝镍钴合金是由铝镍铁合金进展来的，暂时我国能制造的铝镍钴合金的型号首要由LNG34，LNG52，LNGJ32，LNGJ56等。由于铝镍钴的首要特征是高Br、低Hc的永磁材料，其相对磁导率在3以上，因而在详细运历时，其磁极须做生长柱体或长棒体，以尽管削减退磁场效用。铝镍钴磁体本省矫顽力低，因而在哄骗历程中应严刻不准任何铁器来往铝镍钴永磁材料，以避免形成永磁体个别退磁而使磁路中磁通散布产生畸变。

铝镍钴磁体的益处是温度系数小，并且因温度变动而产生的永磁性格的蜕变也较小，但该材料硬而脆，加工艰苦。

铝镍钴永磁体用在机电中，务必安装好之后充磁。此类机电定子转子拆开后重装，还务必再充磁，不然力矩和功率会大大下降。其起因是矫顽力低，拆开时永磁体严峻退磁。

2.2.3钐钴

钐钴稀土永磁是20世纪60岁月浮现的一种新式金属磁性材料。钐钴具备精良的磁功用，其剩磁能够到达0.85～1.14T，矫顽力能够到达～kA/m，最大磁能积到达～KJ/m3。钐钴的退磁弧线原形为一条直线，回答线与退磁弧线重合，抗去磁能耐很强；温度系数较低，居里温度高，磁褂讪性精良，哄骗温度高。钐钴永磁材料稀奇适实用于制造高功用的永磁机电，但由于含有较多的计谋性金属钴和稀奇希少的金属钐，因而质料稀奇昂贵，只在请求机电具备高功用和高靠得住性的特别局面才思量哄骗。

2.2.4钕铁硼

钕铁硼于年研发胜利。磁能积最大可达kJ/m3是铁氧体的12倍，是铝镍钴的8倍，是钐钴的2倍，剩磁和矫顽力很高。钕在稀土中含量是钐的十几倍，资本充实，铁、硼价值低廉，不含计谋物质钴，因而钕铁硼永磁材料的价值比稀土钴永磁材料低廉良多。

钕铁硼永磁材料的毛病是居里温度较低（-℃）；温度系数较高，αBr可达-0.13%/K-1，αHjc可达-0.6～-0.7%/K-1，因此在高温下使历时磁损失较大。由于含有洪量的铁和钕，因而浅显锈蚀。哄骗平常的钕铁硼永磁材料，务必要校核永磁材料的最大去磁处事点，以加强其靠得住性。

钕铁硼由于磁能积高，能够擢升气隙磁通密度，削减机电线圈匝数，使机电的回升功夫放慢，伺服功用好。钕铁硼浅显氧化，应擢升密度以削减残留气隙来擢升抗腐化能耐，同时在表面涂敷守护层。

由于我国占有寰宇80%以上埋藏量的钕矿资本，因而在价值上具备得天独厚的上风，高功用钕铁硼永磁材料性价比大幅擢升，使质优、价廉的钕铁硼永磁直流电动机在资产化临盆中获得了宽广的运用，同时也推进永磁无刷直流电动机的功用与布局快捷进展。

2.3电刷和换向器械料

直流机电是在交换机电的原形上，颠末换向器和电刷对电枢绕组电流的换从来实行的。因而电刷是直流机电的紧要构成部份，是直流机电用于导入导出电流的紧要的滑动来往件，起到了过渡和中转的效用。

在直流机电中石墨类电刷哄骗较为遍及，石墨类电刷首要有三种，即石墨电刷、电化石墨电刷、金属石墨电刷。石墨电刷电阻高，电阻率在80Ωmm2/m以上，但硬度较低，罕用于换向并不艰苦的中袖珍机电。电化石墨电刷电阻率居中，常实用于换向高速换向艰苦的机电。金属石墨电阻率较小，耐磨性较差，罕用于速率不过高的低压大电流机电。换向器的材料是铜合金，如镉铜、银铜等。

暂时，电动车首要采纳无刷机电。无刷机电与有刷直流电动机比拟具备下列二方面的上风。

（1）寿命长、免维持、靠得住性高。在有刷直流电动机中，由于机电转速较高，电刷和换向器磨损较快，正常处事小时左右就需改换电刷。别的其延缓齿轮箱的技能难度较大，稀奇是传动齿轮的光滑题目，是暂时有刷计划中对照大的艰苦。因而有刷机电就存在噪声大、效率低、易形成障碍等题目。因而无刷机电的上风显然。

（2）效率高、节能。因无刷直流电动机没有死板换向的摩擦斲丧及齿轮箱的耗费，以及调速电路斲丧，效率正常可高于85%，但思量到理论打算中的最高性价比，为削减材料耗费，正常打算为76%。而有刷直流电动机的效率由于齿轮箱和高出聚散器的耗费，正常在70%左右。

2.4机电外壳

汽车机电在处事历程中放出洪量的热，传热系数是对机电外壳最紧要的一个请求。机电在制做历程中，波及部件之间的焊接，焊接磋议原料对机电外壳的原料影响很大。别的由于机电外壳材料常常处在风吹雨淋、屡次热轮回和周期震荡等处事前提下，同时机电外壳收到固定冷却液确定的腐化，因而还请求机电外壳材料耐腐化功用强，并有精良的疲惫功用。

暂时哄骗至多的是铜和铝合金材料制成的自轮回水冷却机电外壳。

2.5绕组线材料

电动汽车机电绕组线首要采纳铜漆包线，漆包线由导体和绝缘层两部份构成，裸线经退火软化后，再颠末屡次涂漆，烘焙而成。漆包线要完备死板功用，化学功用，电功用，热功用四大功用。

3.1硅钢测试

磁学功用：测试铁损值、磁感到强度。根据准则GB/T单片电工钢片(带)磁功用衡量办法或GB/T电工钢片(带)磁、电和物理功用衡量办法。

力学功用：抗拉强度、伸长率。根据准则GB/T金属材料拉伸实验。工艺性格：叠装系数，蜿蜒次数。别离根据准则GB/TGB/T和GB/T探测。

机关布局测试：操纵X射线衍射（XRD）和电子背散射衍射技能（EBSD）测试硅钢取向，操纵扫描电镜测试、透射电镜测试和力学功用测试对硅钢固溶加强钻研供应实践帮助。

化学成份测试：采纳辉光放电质谱法（GDMS）和碳硫实验仪测试硅钢中C、N等杂质的含量。

3.2永磁材料测试

磁功用：测试永磁体的退磁弧线和回答线。可获得材料的剩磁，矫顽力，内禀矫顽力，磁能积，回答磁导率等一系列参数。可采纳退磁弧线测试仪，磁滞回线测试仪，依GB/T举办测试。测试永磁体磁功用温度系数，根据GB/T-9测试。

力学功用：永磁体的拉伸功用、断裂韧性、高周疲惫功用测试。处境实践：永磁体的耐腐化实验。

化学成份测试：采纳电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）法测定永磁体中元素的含量，采纳GDMS法测试永磁体中的杂质含量。

机关布局测试：采纳XRD和EBSD测试磁体晶体取向。采纳SEM和TEM对磁体的主体相、晶界析出相和析出相的微区成份、尺寸、散布等举办解析测试，为磁体改良和开拓新磁体供应根据。采纳SEM测试对磁体的防备涂层的微区成份、厚度等讯息。

3.3电刷和换向器械料测试

电功用：测试导电率，来往电压降，电流密度。根据IEC测试。

力学功用：测试硬度，冲突系数和耐磨性（50小时磨损）。根据IEC测试。

3.4机电壳体材料测试

力学功用：断裂韧性测试、焊接强度测试。

处境实践：耐高温实验，耐腐化实验。

热学功用：导热系数测试。

无损探测：锻造壳体和焊缝的宏观机关弊病探测。

3.5漆包线探测

漆包线探测办法准则首要有GB/T、GB/T、GB/T、GB/T、GB/T、GB/T。

漆包线的产物准则：GB/T、GB/T。

死板功用测试：伸长率测试、回弹角实践、拉伸力测试、蜿蜒力测试、耐刮性实践。

耐热功用测试：热老化实验、热打击实验、耐热软化击穿实验。

电气实验：直流电阻、击穿电压、漆膜持续性、针孔实验。

耐化学实验：测试耐酸、耐碱、耐盐雾、耐湿润、耐油、耐溶剂、耐冷媒、耐辐射功用。

滥觞：百度文库

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