[發明專利]電動汽車用直驅式高性能永磁無刷電機

有效

• 申請號: 201110140439.0
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102185453A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 寧芬芳
• 申請（專利權）人: 湖州南潯科寧動力科技有限公司
• 主分類號: H02K29/00
• 分類號: H02K29/00;H02K1/14;H02K9/197;H02K29/06
• 代理公司: 湖州金衛知識產權代理事務所(普通合伙) 33232
• 代理人: 裴金華

技術領域

本發明涉及一種電動汽車用直驅式高性能永磁無刷電機，屬于電動汽車驅動電機制造技術領域。

背景技術

當前全球石油資源供給日趨緊張，溫室效應等氣候問題也越來越受到世界各國的重視，發展低碳經濟，走可持續發展之路已成為全球的共識。相比較傳統的燃油/汽發動機驅動汽車20%～30%的輸出效率，電動汽車的輸出最大效率可以達到85%以上。由于其高效節能、低排放或零排放優勢，以及優越的使用性能和相對低廉的使用價格，得到了市場的廣泛認可和普遍歡迎，日益成為全球汽車工業關注的焦點，展現出良好的發展前景。?????美國、法國、德國等發達國家對電動汽車發展高度重視，各國從汽車技術變革和產業升級的戰略出發，紛紛頒布制定了優惠的政策措施，加大電動汽車的投資力度，積極促進本國電動汽車產業發展。美國總統奧巴馬明確表示,到2015年美國要有100萬輛充電式混合動力車，其早在2009年6月就啟動“新一代汽車”計劃，力爭在2050年使環保型汽車占據汽車市場總量的一半左右；?法國政府于2010年1月份宣布將實施“發展電動汽車全國計劃”，預計到2020年將推廣200萬輛電動汽車；德國政府在2009年初通過的500億歐元的經濟刺激計劃中,很大一部分用于電動汽車研發和汽車充電站網絡的建設。世界上許多著名的汽車制造廠商都在大力開發新能源汽車，尋求替代燃料或者減少燃料的消耗量。以美國藍鳥客車公司、英國的FRERNASH公司、日本的豐田、本田為代表的電動客車和轎車已經上市。由此可見，未來幾年全球電動汽車產業將達到一定規模，并將開啟下一輪全球車市爭霸戰。

從全球范圍看，20世紀80年代前，幾乎所有的車輛牽引電機均為直流電機，這是因為直流牽引電機具有起步加速牽引力大，控制系統較簡單等優點。直流電機的缺點是有機械換向器，當在高速大負載下運行時，換向器表面會產生火花，所以電機的運轉不能太高。由于直流電機的換向器需保養，又不適合高速運轉，除小型車外，目前一般已不采用。而近十年來，主要發展交流異步電機和無刷永磁電機系統。

交流異步電機的矢量控制調速技術比較成熟，使得異步電機驅動系統具有明顯的優勢，因此被較早應用于電動汽車的驅動系統，目前仍然是電動汽車驅動系統的主流產品（尤其在美國），但其最大缺點是驅動電路復雜，成本高；相對永磁電機而言，交流異步電機效率和功率密度偏低。因此其已被其它新型無刷永磁牽引電機驅動系統逐步取代。

無刷永磁電機可采用圓柱形徑向磁場結構或盤式軸向磁場結構，由于具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調速范圍，發展前景十分廣闊，在電動車輛牽引電機中是強有力的競爭者。

同時隨著無刷永磁電機驅動系統的設計理論正在不斷完善和繼續深入，該類型電機結構靈活，設計自由度大，有望得到高性能，適合用于電動汽車高效、高密度、寬調速牽引驅動。這些引起了各大汽車公司同行們的關注，特別是獲得了日本汽車公司同行的青睞。日本慶應義塾大學環境信息學部清水浩教授領導的電動汽車研究小組在過去的十幾年中，一直以基于輪轂電機的全輪驅動電動汽車為研究對象，至今已試制了多款不同型式的樣車。我國電動汽車發展始于上世紀九十年代，中科院電工所、上海811所、清華大學、上海同濟大學、北京理工大學等單位，在“863”計劃和“十五”國家科技專項等國家項目的支持下，在電動汽車研發制造領域取得了階段性的研究成果。近年來，隨著全球汽車工業重心開始向我國市場轉移，電動汽車的產業化進程明顯加快。據不完全統計，我國包括比亞迪、上汽、一汽、東風、北汽、奇瑞、吉利、力帆等在內的整車企業超過150家，包括一汽、上汽、宇通等在內的從事混合動力客車研制和生產的廠家超過30家。根據《汽車工業調整和振興規劃》要求，到2011年底我國電動汽車產銷形成規模，將形成50萬輛純電動、充電式混合動力和普通型混合動力等新能源汽車產能，新能源汽車銷量將占到乘用車銷售總量的5％左右；根據《新能源汽車產業發展規劃》草案，到2020年，我國新能源汽車產業化和市場規模要達到全球第一，新能源汽車（插電式混合動力汽車、純電動汽車、氫燃料電池汽車等）保有量達到500萬輛。