太阳能汽车用直驱电机的研制

太阳能汽车用直驱电机的研制

太阳能汽车大赛在世界各地举行，目的是降低道路上的环境负荷。为了获得太阳能赛车的优越性，需要建立一个高效率的无刷电机直接驱动以优化能源利用和最高车速。为实现这些目标，提出了发展太阳能汽车发动机的两种途径：①改善电机特性和采用显著降低能量消耗的高效电机；②采用提升电机加速响应性能的可变磁场磁电机。

应用非晶铁芯和复合磁体开发了一种高效电机。不同于标准的电火花切割非晶铁芯的方法，采用水射流切割法以实现叠层铁芯之间的绝缘。一般情况下，在每个槽中都使用一块磁铁，其尺寸是由铁芯的叠片高度决定的，在轴向上的多段短磁铁垂直叠加以达到期望的高度，对转子和非晶铁芯采用环氧涂层和独特的磁铁布局设计，从而有效地降低了铁损，通过这些方法可以使电机的最高效率超过98%。

为更好地实现瞬态加速性能，开发了一个适应变量磁场模块优化配置的且可改变转矩-转速特性的可变磁场磁电机。该磁电机在无载荷时可以实现比传统电机高1.57倍的转速，在输入电流为20A时，转速是传统电机的1.44倍。此外，电机总效率也表现出了高的转换效率，达到89.5%。

所提出的电机技术促进了太阳能汽车对能量的高效利用和新型太阳能汽车系统的发展。

Tsubasa Yamazaki et al.SAE 2017-01-1232.

编译：陈若龙