[00927911]新型电动汽车驱动总成的研究

该项目选择了两种预计将来可能最常见的电动汽车驱动总成-电机桥式驱动总成和轮毂式驱动总成，前者适合于大型客车、皮卡等非独立悬架的车型选用，后者可充分发挥出汽车总体布置上的灵活性。项目组在以下4个方面开展了系列研究工作：1.驱动总成机械体设计电机桥式机械体设计考虑了混合动力驱动型式和纯电动驱动型式，纯电动驱动型式的电机转子轴采用实心轴结构。混合动力驱动型式设计为在驱动桥端与传动轴扭矩相混合，电机转子轴采用了独特的空心结构。该方案具有新颖性，已申报了实用新型专利，获受理。轮毂式驱动总成同样也考虑了混合动力驱动型式和纯电机驱动型式。2.电机设计国际上常用的电动汽车驱动电机有交流电机、永磁无刷直流电机和开关磁阻电机，几种电机在不同的性能上互有长短，项目组在后两种电机方案上都做了研究和试制，经过综合比较，选择了永磁无刷电机作为主研机型，设计了7.5kW，10kW，15kW多种功率的机芯，性能指标达到了同类机型的先进水平。3.电控系统设计汽车行驶的工况多变，车用电机的性能发挥很大程度上取决于电控系统的设计水平，项目组采用了电流反馈型SPWM控制模式，较好地解决了低速大扭矩和高速恒功率、扩大调速区间的问题。4.电机制造新工艺保证质量情况下降低制造成本是工业化生产的要求和提高产品竞争力的要求，课题组在定子铁心卷绕工艺方面进行了深入的研究并成功开发出一种外径向齿形电机铁心卷绕的新工艺，已获得了实用新型专利。采用该工艺可大大提高材料的利用率，降低电机制造成本。整机总装配也是电机的重点工艺；由于转子上装有稀土永磁磁钢具有极强吸引力，若按普通电动机装配工艺进行，很易因为磕碰、摩擦等原因造成绕组损伤乃至击穿；项目组摸索出一种新装配流程和工装，可使装配效率有较大提升，而且绕组故障率也可减少。该研究取得了下述的成果：1.首先提出了一种有广泛应用前景的混合驱动方式。2.开发出一种轮毂驱动用电机、二种桥端驱动用电机及其控制器。3.提出了一种节材节能的新工艺，初步解决了外径向齿形转子(定子)铁心卷绕过程中的关键技术问题，为进一步研发相关的专用卷绕设备及后处理工装提供重要的依据。在中国乃至全球范围内，电动汽车的市场保有量很小，供电动汽车用的驱动电机还未形成产业规模，繁多的车用电机产品还难有批量供货价格来进行比较。课题组的研发对象处于产业化的前期，其预期的经济效益按下述方法推算：假定生产10kW的该研究对象的电机，在批量生产并采用了节材的卷绕工艺条件下，每台成本为2210元，售价为2600元，利润为390元；而生产普通的10kW异步电动机的每台利润仅为80元，与汽车企业配套，转产驱动总成，若按年供货10万台套计算，仅此一项就可增加利润3100万元。