新能源汽車驅(qū)動電機對材料的鐵芯要求
1、高低溫運行
鐵芯材料高低溫下磁性能的變化;
鐵芯材料高低溫下力學性能的變化;
鐵芯材料高溫下涂層性能的變化。
2、高調(diào)速范圍、高轉速(1萬轉以上)
材料在低、中頻均具有良好的磁性;
轉子材料的疲勞強度。
3、其他
涂層耐油性;
鐵芯材料磁致伸縮對NVH的影響。
具體在應用中,除了前面說到的那些對材料性能要求,還會有一些別的方面要求。比如說工業(yè)電機往往是常溫下運行,運行到一段時間以后會達到一定的溫度,比如說F級絕緣是155度,但是通常不會用這么高,通常會用到120或者130度左右。但是汽車不是,通常我們車都會有一個高低溫實驗,冬天去漠河,做零下40度試驗,夏天去吐魯番,環(huán)境溫度60度,去跑車的極限高溫和極限低溫情況。同樣推過來,這些要求對電機和對電機用的材料也是一樣的,也會有高溫下低溫下磁性材料的性能、力學性能、還有涂層的性能的這個要求。
普通工業(yè)電機的話,一般來說即便是變頻,調(diào)速范圍也比較有限,比如說常見的變頻風機的話,可能較高200Hz,但是通常也就工作在100Hz左右,可能有這么50~60Hz之間的一個變頻范圍。然而汽車電機不一樣,較低可能會達到20-30Hz,較高可能會達到1000Hz甚至更高,因此汽車電機會對于不同頻率下、整個頻率范圍內(nèi)以及不同的工作點上的材料性能有要求。
第三條,現(xiàn)在油冷電機很流行。油冷電機里面是有油的,那么這個油和里面所有的材料之間的有沒有兼容性?油和硅鋼之間、和硅鋼的涂層之間有沒有兼容性?會不會影響材料的性能?反過來說材料里面的各種元素、各種成分會不會影響油本身的性能?這些都是對材料所提出來的一些要求。
上述圖片大家自己理解,不做詳細闡述了。接下來探討一下,在新能源汽車里面如何選鐵芯材料以及一些相關的應用問題。
2 鐵心材料選材與使用問題探討
2.1 磁性材料的種類
磁性材料分為很多類:常見的有軟磁材料、硬磁材料。
1)軟磁材料,就是導磁的各種材料,比如說像鐵或者說硅鋼材料就是比較典型的軟磁材料,它的矯頑力比較小,很容易充磁但是也很容易退磁,施加的激勵源減少了以后材料里面磁性也會隨之減小,而且他的剩磁也是很小的。
2)硬磁材料的剩磁很大,矯頑力也很大,在激勵源拿掉以后,仍然能保持相當?shù)拇帕?,比如我們常用的釹鐵硼或者是鐵氧體,都是這種類型。
接下來我們要探討一下,高頻下材料的磁特性。隨著現(xiàn)在的電機轉速越來越高也就是頻率越來越高,那么對材料的要求就不僅僅限于工頻下的,也不僅僅限于目前這種薄規(guī)格材料所強調(diào)的或者是指標性的400Hz性能,往往會要求更高頻率,比如說800Hz、1000Hz甚至更高頻率的磁性能。
2.2 高頻下軟磁材料的磁特性
實際上可以用作導磁材料的東西還是蠻多的,不僅僅有硅鋼,現(xiàn)在比較流行的比如說鐵氧體或者釹鐵硼、各種磁粉芯等等,還有非晶材料。但是綜合考慮性能、價格、加工性等各方面因素,目前看來還是傳統(tǒng)硅鋼是作為電機導磁材料的一個較合適選擇??赡苡腥藭岬奖热缯f非晶材料,那么我這里稍微說一下,非晶材料它是一種優(yōu)點和缺點都非常鮮明的材料,優(yōu)點是他的損耗非常小,特別是在高頻的時候,大概只有硅鋼的三分之一的樣子;但是他的缺點也很明顯,他的導磁性不好、加工性也很差、不能受力,而且他沒有寬料,所以說就目前來看,非晶材料似乎更適合做研究而不適合作為一種量產(chǎn)產(chǎn)品的材料。
產(chǎn)品推薦