绿色动力

蔡辉

我是湖南大学电气与信息工程学院在读博士生，研究方向主要为电机控制。我们学院可谓历史悠久，起源可追溯到1921年湖南公立工业专门学校的电机科，建院百年来，电机电气一直是学校重点学科，特别是改革开放这四十年，电气工程学科得到了突飞猛进的发展，在2017年教育部学科评估中，在电气工程学科中，进入前十。

电气工程广泛应用在电力、交通和工业自动化等领域，最近几年，电动汽车发展很快，这离不开高效节能的电机系统的开发，学校在这方面开展了大量研究，取得了一些成果。比如开发的矿用电力机车得到国家权威检测部门检测，开发的电动物流车用开关磁阻电机系统，样机可很快应用于电动物流车。

近年来，我所在的团队在我的导师李孟秋老师的带领下，围绕新能源汽车的开关磁阻电机这一“绿色动力”系统进行攻关。电机作为电动汽车动力单元，性能至关重要。现在大部分新能源汽车均为永磁电机，但是永磁材料属不可再生资源，其价格逐年攀升，电动车生产成本也随之增加；且永磁体在高温、震动等复杂环境下会出现退磁现象，这会增加电机损耗，降低电机的安全性能。

于是，采用一种没有磁钢（俗称磁铁）的电机作为驱动动力，就成为一种趋势。我们团队将目光转向开关磁阻电机，开关磁阻电机是由硅钢片冲压，结构简单、容错性強、可靠性高，并可在高温环境下达到很高转速。

然而，转矩脉动是开关磁阻电机较为严重的问题，转矩脉动就如海上的波浪一样，很不平稳，低速运行时，更为明显。这会使驾驶员感觉到很强的抖动感，这就是开关磁阻电机未能大规模应用的主要原因。日本由于稀土资源受限，开关磁阻电机研发及应用走在前沿，已经应用在电动汽车上。我们亟待赶上。

大家整天围在一个不足30平方米的实验室，进行模型设计分析、数据计算、整理资料等等。虽然每天任务量都很重，但我们收获很大。最后我们设计出了一套完全自主产权的车用15kw开关磁阻电机系统样机，经过测试转矩脉动指标为8%左右，实现了开关磁阻电机转矩脉动大幅度降低。为了更好地适用新能源汽车，绿色技术创新我们仍在路上。

责任编辑：陈晓丽