电动汽车拆解5——马达

马达：不使用电磁钢板的马达铁芯 日立制作所为了提高马达效率，研制了定子铁芯使用非晶态金属来替换电磁钢板的试制品。非晶态金属芯的导磁率较高，可降低铁损，因此配合使用的磁铁可以 不使用昂贵的钕磁铁，而使用便宜的铁氧体磁铁。马达的效率提高到了93％。 表1 将马达铁芯换成新材料以往马达的铁芯使用电磁钢板，而此次考虑换成新材料。使用了与电磁钢板相比导磁率高、铁损低的非晶态金属（非晶铁）。 图1： 日本国内不同用途的耗电量马达耗电量占5成。在环保等节能要求不断加强的情况下，需要提高马达的效率。 日立制作所以提高马达效率为目的，开发出了新型马达铁芯材料。定子使用非晶态金属（非晶铁）而非通常的电磁钢板（结晶金属）（表 1）。马达铁芯使用非 晶态金属，这在业界还是首次。 日立的关联公司在输电变压器的铁芯上采用了非晶态金属。日立产机系统使用日立金属制造的非晶态金属铁芯制造了变压器。今后日立集团将从产业用马达入 手，并考虑在车载马达上采用非晶态金属。 非晶态金属除了导磁率比电磁钢板高之外，还具有铁损低的特点。向非晶态金属施加磁场时，此前在内部为杂乱方向的磁通量的方向就会统一朝向某个方向，从 而使导磁率得到提高。 原来的电磁钢板为结晶构造，即使施加磁场，磁通量也不会像非晶态金属那样统一为一个方向，所以导磁率较低。需要输出一定的转矩及功率时，导磁率越低就 需要越多的电流，而导磁率高的话只需少量电流即可。 非晶态金属的铁损低是因为铁芯的厚度较薄。非晶态金属是把厚度 0.025mm的薄片切割成事先定好的宽度加工而成。由于厚度较薄，因此产生的涡电流的路径 较短。结合高导磁率这一优势，非晶态金属原本就流经的电流较少，再加上厚度较薄，可更好地抑制涡电流的产生。涡电流是由流经线圈的电流所决定的。 图 2： 与以往电磁钢板相比的性能（a）非晶态金属与电磁钢板相比，磁通量从低磁场区域开始上升，上升曲线平缓。由于磁通量关系到输出功率及扭矩，因此可使车辆的 舒适性等得到提高。但非晶态金属由于饱和磁化值较低，因此磁通量密度的上升空间有限。（b）铁损可降至电磁钢板的 10％。 利用非晶态金属所具备的高导磁率和低铁损这两大特性，便可使马达效率超过原来的水平。 日立之所以要致力于提高马达效率，其原因之一是日本国内消耗的电力中马达所占的比例较高（图 1）。 日本经济产业省资源厅 2004年的调查显示，在日本国内的电力消费量中，马达的比例达...