日本电动汽车马达进展

fuduozhi

谢谢，我下载了，学习学习。

齿轮设计

超导原来是可以实用的啊

zou345418197

楼主有没相关学习资料？

zjh8112

太长见识了谢谢楼主

5525

楼主有没相关学习资料？
zou345418197 发表于 2011-2-10 22:29

                               
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这些东西应该还没有出售，用户学习资料无从谈起。

5525

超导原来是可以实用的啊
齿轮设计 发表于 2011-1-30 15:38

                               
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    以前的一个普遍思想是只有液氮温区有使用价值，液氦温区缺乏实用性。
但全封闭液氦系统的出现，让低温超导也成为可能，用在高温超导上更可以保证可靠性，所以现在的确是超导应用时代了。

cbird917

这个资料怎么搞过来的？太详细了。谢谢楼主

感觉电动汽车很多东西还是需要去研究的

lijian613

回复 29# cbird917

技术在线

你上网搜索一下，就能找到这个网站。 上面的资料都是从那贴过来的，
建议你去那看看具体信息吧， 以免被这里的个人见解影响。

5525

转日经BP：

本田开发出“追求效率”的新型混合动力系统

2011/02/11 00:00
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在本田的熊本制作所制造电动摩托车“EV-neo”的情形。正在功率单元上安装制动相关部件。（照片由本田提供） 　　能以技术实力正面挑战“普锐斯”的混合动力系统似将问世。本田于2010年12月宣布将开始电动车辆的验证实验，并公开了计划2012年实用化的插电式混合动力车（PHEV）和电动汽车（EV）的试制车型。

　　值得关注的是PHEV（图1）。本田对混合动力系统采用了驱动再生用和发电用两个马达的串并联方式注1）。这是与普锐斯相同的方式，虽然复杂但效率高，容易实现高燃效。此前中型车用串并联系统事实上实现量产的只有丰田汽车一家，其在混合动力车（HEV）开发上占有绝对优势的根源就在于这一系统注2）。

注1） 本田一直在开发面向“飞度”等小型车的单马达式简单混合动力系统“IMA”。不过，IMA的马达较小，只有10kW，不适合中～大型车。此次开发的系统以中～大型车为对象。

注2） 通用汽车的大型HEV“Tahoe”和中型PHEV“Volt”一般认为是串并联方式。不过，Volt目前只在部分地区少量销售。

                               
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图1：瞄准推行HEV的本田的PHEV
本田开发出了混合动力系统采用双马达的PHEV试制车。马达有驱动再生用马达和发电用马达，并排设置在阿特金森循环发动机旁边。基础车辆采用的是中～大型轿车“Inspire”（在美国是“ACCORD”）。这种构造比较容易改成HEV。

　　对此，本田决定发起挑战。本田提出了不同于丰田汽车的发动机和马达可独立控制的构造。负责开发的本田技术研究所汽车R&D中心主任研究员栉田孝隆表示：“我们制作了效率最高的系统”，显示了本田“超越丰田”的自信。

以独立驱动实现自由控制

　　本田未公布使发动机和两个马达完全分离措施的详情，只说在发动机旁边并排放置两个马达但不直接相连，未使用变速箱和行星齿轮。由此可实现单凭马达的EV行驶及单凭发动机的行驶、以发动机和马达共同行驶和发电用马达为电池充电等“各种驱动形态的自由控制”（栉田）。由此推断似乎构建了使用离合器等分离措施的构造。

　　丰田汽车的“THS Ⅱ”虽是目前完成度最高的混合动力系统，但其可悲之处在于无法独立控制发动机和两个马达。因为其三个动力源与行星齿轮的三个齿轮直接相连。比如，高速巡航时，即使只使用发动机效率就很高时，但马达还是联动运行。这是效率降低的一大原因。

　　本田的系统在“发动机效率高时，可以只使用发动机”（栉田）等方面可以说更为出色。发动机使用的是排量2.0L的阿特金森循环*，与功率高达120kW的驱动再生用马达和估计约100kW的发电用马达配套使用。

*阿特金森循环：使膨胀比大于压缩比，从而改善了热效率的内燃机构造。输出功率虽减小，但在HEV中用马达补充。

　　此次的试制车是PHEV，因此配备了能从车外充电的功能，其构成如果去除该充电部件减小电池容量，“基本上可以直接用于HEV”（本田代表董事社长伊东孝绅）。发动机及马达等在HEV上使用的部件配备在车辆前部，充电相关部件等配备在后部的行李舱附近。去掉后部的部件，就变成了HEV。

　　锂离子充电电池方面，将容量6kWh的电池组设置在了行李舱内。电池单元使用的是本田与GS汤浅公司的合资公司Blue Energy制造的电池。

比EV更重视电动摩托车

　　本田对混合动力系统的开发虽充满热情，却对EV比较冷淡。伊东在此次发布车型时表示：“性价比的均衡对EV的普及至关重要。但要取得均衡还很难”，继续坚持了EV的用途暂时有限的观点。

　　实际上，以“飞度”为基础的EV就直接反映了这种方针（图2）。马达及逆变器等主要部件沿用了该公司原来开发的燃料电池车“FCX Clarity”的部件，从而减少了开发工时。从内部结构来看，内置了逆变器等的功率单元设置在加工少的Al平板上，这也是“试制”车的水平。PHEV也是试制车，但导入了很多专用设计品，注力程度存在很大差异。

　　实际上，对本田而言，其看中的“EV化”对象最初不是汽车而是摩托车（图3）。这种考虑从EV心脏部分锂离子充电电池采用了电动摩托车“EV-neo”所采用的东芝产“SCiB”就可以看出来。这是基于电动摩托车最优先，最终才是电动汽车思路的结果。这在验证实验中也会反映出来。在本田参与的熊本县电动车辆验证实验“EV·pHV城镇构想”中，相对于计划导入1000辆电动摩托车，而EV加上PHEV才只有300辆。

                               
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图2　EV定位于限定用途
本田发布了以小型车“飞度”为基础的EV试制车。配备了东芝产的锂离子充电电池“SCiB”。马达及逆变器等沿用了本田燃料电池车的部件，减少了开发工时。

                               
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图3　掌握着EV战略关键的是电动摩托车
在本田的验证实验中起重要作用的是电动摩托车。在发布实验信息时，该公司还面向媒体公开了电动摩托车“EV-neo”的制造工艺（a）。通过沿袭摩托车汽油发动机的工艺等，功率单元每台800秒就可以制造出来（b）。（照片由本田提供）

　　以摩托车涉足市场后再推出汽车，是本田发展历史所证明了的胜利方程式。本田此得意之技也同样会用于EV的开发。（清水 直茂）

zou345418197

回复 27# 5525


    应该可以吧！比如无刷直流电机控制

wgxef

日本开发新马达的脚步真是快啊，学习学习

heyulin

日本和德国人在这方面的确强悍

jelyj

好东西，初学电机，对我帮助不小啊

651246878

楼主的资料很经典啊！
谢谢楼主的分享

lisa818417

原来是这样的，不错

5525

产综研烧结制造出不用镝的各向同性Sm-Fe-N磁铁
2011/07/12 00:00 打印 E-mail 分享到： QQ空间 新浪微博 百度搜藏 人人网 开心网 腾讯微博 QQ校友 搜狐微博 网易微博 谷歌Buzz MSN 豆瓣 淘江湖 脸书 推特 噗浪

                               
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图1：开发出的磁铁（Sm-Fe-N类）。叠合了两个直径15mm、厚6mm的烧结磁铁吸附了30个约重4g的铁球。（点击放大）

                               
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图2：脉冲通电烧结法（点击放大）
　　日本产业技术综合研究所永续材料研究部门，开发出了以90％以上的高相对密度烧结不含Dy（镝）各向同性Sm-Fe-N（钐-铁-氮）类磁铁粉末制造磁铁的技术。

　　目前广泛使用的Nd-Fe-B（钕-铁-硼）类磁铁，通过添加Dy可提高顽磁力。Dy是重稀土类元素，不仅全球的含量少，而且可开采的地区也有限，因此价格一直居高不下。由于日本国内生产的Nd-Fe-B类磁铁中所含Dy全部需要进口，因此Dy有可能左右要使用大量磁铁的EV（电动汽车）的未来。为此，就需要开发不使用Dy的高性能磁铁。

　　Sm-Fe-N类磁铁粉末是特性仅次于Nd-Fe-B类磁铁的磁铁材料，作为不使用Dy的高性能磁铁材料备受关注。不过，尽管作为磁铁粉末的特性出色，但若以500℃以上高温烧结之后，就会失去磁铁的特性，因此用通常的烧结方法无法制造出高特性的烧结磁铁。所以目前的产品只有用树脂等来粘合粉末的粘合磁铁。

　　产综研一直在致力于开发Sm-Fe-N类磁铁粉末的烧结技术。虽然以前已开发出低温烧结非晶合金粉末的技术，但无法提高密度，最大能量积不到100kJ/m3。

　　此次为防止Sm-Fe-N类磁铁粉末的磁铁性能下降，以400℃左右的温度进行了烧结。而且，为了制造出相对密度高的烧结磁铁，还在由脉冲电流烧结的脉冲通电烧结法上，结合使用了意在控制负荷的伺服冲压。

　　脉冲通电烧结法是在盛有粉末的模具中通入电流脉冲进行烧结。由于模具与粉末带有电阻，因此流过电流时模具和粉末本身会发热。就是说，因这种做法是直接加热，温度在短时内升高，可防止结晶构造发生变化。并且，因使用脉冲电流，还可引发集肤效应，在粉体温度不升高的情况下促进粉末界面的结合。其结果，可在原粉末特性不降低的情况下进行烧结。

　　通过用伺服冲压对负荷进行过程控制，促进了致密化。另外，模具使用超硬合金，加大了伺服冲压的负荷，使相对密度得以增大。通过这些手段，成功地在低温条件下制造出了致密的烧结体。

　　此次使用日本大同特殊钢制造的各向同性Sm-Fe-N类磁铁粉末，在烧结温度400℃、保留时间1分钟的条件下制造出了90％以上高相对密度的各向同性烧结磁铁。制造出的各向同性Sm-Fe-N类烧结磁铁实现了剩磁通密度0.91T（9.1kG）、顽磁力770kA/m（9.68kOe）、最大能量积129kJ/m3（16.2MGOe）的特性。分别相当于Nd-Fe-B磁铁普遍公认数字的7成、8成和4成。

　　这种高性能各向同性磁铁是不使用树脂的烧结体，因耐热性及抗氧化性优于Nd-Fe-B类磁铁，所以还有望应用于高温多湿的环境下。另外，本研究是日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）实施的“稀有金属替代材料开发项目——替代Nd-Fe-B类磁铁的新型永久磁铁研究”（2009年度～2010年度）的成果。

　　此次制造的各向同性Sm-Fe-N类烧结磁铁通过改善材料特性和实施结晶控制，还有望进一步提高性能。（记者：浜田 基彦）

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评论：估计是超细粉末冶金法

tracyzoy

希望我们实验室明年可以搞超导

5525

不断进化的电动汽车马达，面向EV瞄准更高的性能（一）

　1991年日野汽车推出商用混合动力巴士，自此之后已过去20年。其间，普锐斯于1997年亮相，在CO2减排问题以及环保车补贴及减税制度的推动下，2010年该车热卖，混合动力车在汽车市场上获得了"公民权"。对消费者而言，混合动力车如今就像是一台高燃效的汽油车。以此为背景，到2015年全球汽车厂商会不断推出混合动力车。

　对电动汽车的进化起到支撑作用的是所谓三大神器的"马达"、"逆变器"及"蓄电池"。蓄电池大幅左右车辆的价格，作为决定电动汽车基本性能、也即持续行驶距离的关键技术而备受关注。而且电池技术进步也颇为显著。而马达和逆变器则会影响车辆的行驶性能及燃效（耗电）性能。本文将着眼于马达，对其发展状况以及现有课题做一分析。

向利用磁阻扭矩的IPM马达及PRM马达进化

                               
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图1：使用永久磁铁的马达种类与扭矩之间的关系

　用于混合动力车的马达必须能够配置在发动机与变速箱之间的狭小空间内。因此要求车载马达小型化且高功率、高效率。日野汽车的商用混合动力巴士使用的是东芝制造的感应马达。采用难以小型化的感应马达，是因为当时还没有使用钕的强力磁铁，所以很难制造出混合动车要求的高功率、高效率马达。之后，使用钕的强力磁铁亮相，混合动力车的马达开始从感应马达向永久磁铁马达方向发展。目前混合动力车使用的马达主流都是使用永久磁铁的产品。

　使用永久磁铁的马达有多种，特性也各异。(图1)列出了使用永久磁铁的马达种类、扭矩和输出功率之间的关系。转子表面贴有磁铁的是SPM（Surface Permanent Magnetic）马达。该马达可在低转速区域内产生大扭矩。但不适于高转速及固定输出功率的驾驶。这是因为随着马达转速的提高，启动马达的线圈上会伴随磁铁的旋转产生反电动势，与旋转转子的功率相抵消的缘故。

                               
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图2：东芝的HEV及EV驱动系统所使用的PRM马达示例

　解决SPM的这一课题的是，IPM（Interior Permanent Magnetic）马达以及IPM马达的一种PRM（Permanent Magnetic Reluctance）马达。IPM马达是一种在转子里嵌入永久磁铁的PM马达。与SPM马达不同，减弱了源于永久磁铁的扭矩，而是利用转子的磁阻扭矩。这样即使在高转速区域，也可高效率地工作。PRM马达是一种进一步强化了这一方向性的马达。与源于永久磁铁的扭矩相比，主要利用磁阻扭矩。能够减少使用钕等昂贵材料的永久磁铁的使用量，将控制范围扩大至高转速区域。顺便提一句，普锐斯采用的就是PRM马达。

　(图2)是PRM马达的示例（被应用于东芝开发的HEV及EV混合动力系统）。通过在转子铁芯内呈V字状配置永久磁铁，实现磁各向异性强的形状，可产生大的磁阻扭矩。最大扭矩时磁阻扭矩与永久磁铁扭矩的比为6:4。效率高达97％。最高转速提高到了基速的5倍。

反电动势抑制技术的开发取得进展

                               
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图3：使用钐钴磁铁的可变磁力式马达示例

　目前，马达开发在进一步小型化及高效率化的要求下不断推进。其中之一就是对磁铁旋转造成的反电动势进行抑制的技术。使用该技术有望实现EV等要求的高转速区域内的高效率。目前开发的反电动势抑制技术方式大致分三种。第一种是可变磁力方式，就是使用可改变磁力的钐钴磁铁来改变旋转状态下的磁铁的磁力。第二种是线圈切换方式，就是将定子线圈分割成两部分，低转速时在两个线圈中流过电流，高转速时仅在一个线圈中流过电流。第三种是励磁线圈方式，就是使流过线圈的电流发生变化，由此来改变磁通量。

　　(图3)列出了使用钐钴磁铁的可变磁力式马达的示例。东芝在洗衣机上采用了该马达，同时实现了洗涤时低转速下的高扭矩，以及脱水时高转速下的高效率。东芝由此将耗电量降低了16％。如果将该技术导入到电动汽车的马达上，便可实现超过以往的低转速区域内的高扭矩以及高转速区域内的高效率。可以说，这是仅靠马达行驶的EV所不可或缺的技术。（采访人：宫崎 信行＝TechnoAssociates）

相关报道

5525

不断进化的电动汽车马达，面向EV瞄准更高的性能（二）

　在混合动力车中，马达的作用主要有三个：发动机扭矩的辅助、马达行驶，以及利用再生能量。混合动力车通过在发动机效率差的起步时、低速行驶时及加速时利用马达对发动机进行辅助，这样做有助于提高燃效。由于马达行驶时使用电池储存的电力来行驶，所以不消耗燃料。而在利用再生能量方面，则在不踩油门踏板的发动机制动时，以及踩下制动踏板人为减速的制动时，把马达用作发电机，将发出的电力存储到蓄电池中。

车辆重量与驱动扭矩间的关系为3.3N•m/kg

                               
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图4：车速与马达扭矩、发动机扭矩之间的关系

                               
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表1：各厂商的电动汽车所配备的马达与发动机特性

　理论上，马达在静止状态下产生最大扭矩(图4)。相反，在高转速区域内扭矩会下降。而发动机则是在高出某一固定值的高转速区域内产生最大扭矩。比如，第三代普锐斯在每分钟5200转时产生142N•m的最大扭矩。混合动力车就是通过相互弥补马达与发动机在扭矩特性上的这一不同，实现最大燃效性能的。具体而言，就是在起步时利用可在低转速下产生高扭矩的马达，在高速行驶时利用发动机的驱动力。

　(表1)列出了丰田汽车、日产汽车、本田技研工业、三菱汽车的电动汽车所配备的马达及发动机的特性。这些厂商均采用了从低转速区域到高转速区域均可实现高效率的IPM马达，但所配备的马达性能却有很大差异。当然，这些差异是由车辆重量以及混合动力的设计方式的不同而造成的。从表中的马达来看，最大输出功率和最大扭矩的分布范围很大，前者为10kW～165kW，后者为78N•m～400N•m。其中，本田INSIGHT和飞度配备的马达，其最大输出功率和最大扭矩均低于其他车型。原因就在于本田混合动力系统"IMA（Integrated Motor Assist System）"的设计思想。INSIHGT和飞度采用的IMA是在以发动机为主、马达为辅，并以低成本来实现的目的之下开发的。

                               
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图5：电动汽车的车辆重量与马达扭矩间的关系

　混合动力车起步时决定加速性能的是马达扭矩和车辆重量。(图5)列出了两者间的关系。与车辆重量达到2230kg的雷克萨斯600h相比，车辆重量仅为1290kg的第二代普锐斯使用的是高扭矩马达。乍一看，车辆重量与马达扭矩之间似乎没有什么关系。这是因为马达本身的扭矩并不表示为直接驱动轮胎的扭矩。在驱动轮胎的机构与马达之间存在各种齿轮。这些齿轮可使马达扭矩增大，传递给轮胎。考虑这些齿轮的变速比及减速比，便可显示出车辆重量与驱动扭矩之间的关系。(图6)列出了在考虑了变速比、减速比以及普锐斯等采用的减速齿轮比的条件下，扭矩与车辆重量之间的关系。所有车型的座标点几乎排列为一条直线。直线的倾斜度约为3.3N•m/kg。

                               
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图6：由变速比、减速比等考虑的电动汽车车辆重量与扭矩间的关系
轮胎转动扭矩＝马达扭矩×变速比×减速比（×减速齿轮比）
　汽车厂商在考虑了变速比、减速比以及减速齿轮比的前提下，采用具有最佳性能的马达。比如，普锐斯从第二代向第三代过渡时，设置了减速齿轮。在驱动轮胎的最终减速器与动力分割机构之间设置了齿轮比为2.936的减速机构。通过这一措施，使马达扭矩从400N•m降到了207N•m。马达的重量与扭矩基本成比例。丰田通过设置减速齿轮，使第三代普锐斯的马达实现了小型轻量化。（采访人：宫崎 信行＝TechnoAssociates）

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不断进化的电动汽车马达，面向EV瞄准更高的性能（二）

　在混合动力车中，马达的作用主要有三个：发动机扭矩的辅助、马达行驶，以及利用再生能量。混合动力车通过在发动机效率差的起步时、低速行驶时及加速时利用马达对发动机进行辅助，这样做有助于提高燃效。由于马达行驶时使用电池储存的电力来行驶，所以不消耗燃料。而在利用再生能量方面，则在不踩油门踏板的发动机制动时，以及踩下制动踏板人为减速的制动时，把马达用作发电机，将发出的电力存储到蓄电池中。

车辆重量与驱动扭矩间的关系为3.3N•m/kg

                               
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图4：车速与马达扭矩、发动机扭矩之间的关系

                               
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表1：各厂商的电动汽车所配备的马达与发动机特性

　理论上，马达在静止状态下产生最大扭矩(图4)。相反，在高转速区域内扭矩会下降。而发动机则是在高出某一固定值的高转速区域内产生最大扭矩。比如，第三代普锐斯在每分钟5200转时产生142N•m的最大扭矩。混合动力车就是通过相互弥补马达与发动机在扭矩特性上的这一不同，实现最大燃效性能的。具体而言，就是在起步时利用可在低转速下产生高扭矩的马达，在高速行驶时利用发动机的驱动力。

　(表1)列出了丰田汽车、日产汽车、本田技研工业、三菱汽车的电动汽车所配备的马达及发动机的特性。这些厂商均采用了从低转速区域到高转速区域均可实现高效率的IPM马达，但所配备的马达性能却有很大差异。当然，这些差异是由车辆重量以及混合动力的设计方式的不同而造成的。从表中的马达来看，最大输出功率和最大扭矩的分布范围很大，前者为10kW～165kW，后者为78N•m～400N•m。其中，本田INSIGHT和飞度配备的马达，其最大输出功率和最大扭矩均低于其他车型。原因就在于本田混合动力系统"IMA（Integrated Motor Assist System）"的设计思想。INSIHGT和飞度采用的IMA是在以发动机为主、马达为辅，并以低成本来实现的目的之下开发的。

                               
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图5：电动汽车的车辆重量与马达扭矩间的关系

　混合动力车起步时决定加速性能的是马达扭矩和车辆重量。(图5)列出了两者间的关系。与车辆重量达到2230kg的雷克萨斯600h相比，车辆重量仅为1290kg的第二代普锐斯使用的是高扭矩马达。乍一看，车辆重量与马达扭矩之间似乎没有什么关系。这是因为马达本身的扭矩并不表示为直接驱动轮胎的扭矩。在驱动轮胎的机构与马达之间存在各种齿轮。这些齿轮可使马达扭矩增大，传递给轮胎。考虑这些齿轮的变速比及减速比，便可显示出车辆重量与驱动扭矩之间的关系。(图6)列出了在考虑了变速比、减速比以及普锐斯等采用的减速齿轮比的条件下，扭矩与车辆重量之间的关系。所有车型的座标点几乎排列为一条直线。直线的倾斜度约为3.3N•m/kg。

                               
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图6：由变速比、减速比等考虑的电动汽车车辆重量与扭矩间的关系
轮胎转动扭矩＝马达扭矩×变速比×减速比（×减速齿轮比）
　汽车厂商在考虑了变速比、减速比以及减速齿轮比的前提下，采用具有最佳性能的马达。比如，普锐斯从第二代向第三代过渡时，设置了减速齿轮。在驱动轮胎的最终减速器与动力分割机构之间设置了齿轮比为2.936的减速机构。通过这一措施，使马达扭矩从400N•m降到了207N•m。马达的重量与扭矩基本成比例。丰田通过设置减速齿轮，使第三代普锐斯的马达实现了小型轻量化。（采访人：宫崎 信行＝TechnoAssociates）