电动汽车中的永磁体

稀土磁体的成本高于铜绕组,因此选择使用无磁体交流感应或有刷直流电机很有吸引力。许多应用(吸尘器、搅拌机、吹风机、大多数家用风扇等)将选择更便宜且更常见(控制更简单)的交流感应电机。你连接一个交流电源,它就会旋转。即使是最初的 21世纪电动汽车也没有使用 PM(永磁)电机。为什么会发生这种变化?

有一个显而易见的答案,效率。作为任何便携式应用程序的设计师,电池寿命将成为许多决定的重要因素。电池技术已经取得了长足的进步,但功率密度仍然是一个问题。我们需要有效地利用可用的动力,以尽可能多地离开车辆。如果您查看大多数以电池为主导的行业(便携式电动工具、消费电子产品、辅助车辆 12V 配件,但不限于直流电源),很明显一直存在对小型永磁电机的需求。当面临电池寿命下降时,证明控制器设计复杂性和材料费用是合理的,这很容易推销。

永磁电机比交流感应电机更有效地使用电流(热量损失、杂散涡流、铁芯损耗等更少,但并非没有)。它们还具有瞬时可用的全部扭矩,可以制造得更小,不需要任何维护(与无磁有刷直流电机相反),并且随着设计效率的提高和替代磁体化学物质的提高而降低了成本并且已经引入了工艺(例如,与 10 年前相比,我们在现代高矫顽力烧结钕铁硼磁体中使用的镝是一种非常昂贵的元素)。

在高能效应用中对大型永磁电机的需求发生了变化。通常,这些设计是用于便携式使用的小功率。这些电机的转子组件中有大量稀土材料,但我们已经能够逐年减少这些材料(尤其是成本和稀有度最高的重稀土材料)相同或相似的电机特性。通过更有效地设计转子组件中的永磁体,试验新的软磁支撑材料,降低转子和定子之间的间隙,设计更复杂的电机速度控制器或更多磁极,以及平衡和改进方面的进步。制造先进的自动化,高产量。

稀土磁体