綠色動力

蔡輝

我是湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院在讀博士生，研究方向主要為電機(jī)控制。我們學(xué)院可謂歷史悠久，起源可追溯到1921年湖南公立工業(yè)專門學(xué)校的電機(jī)科，建院百年來，電機(jī)電氣一直是學(xué)校重點(diǎn)學(xué)科，特別是改革開放這四十年，電氣工程學(xué)科得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在2017年教育部學(xué)科評估中，在電氣工程學(xué)科中，進(jìn)入前十。

電氣工程廣泛應(yīng)用在電力、交通和工業(yè)自動化等領(lǐng)域，最近幾年，電動汽車發(fā)展很快，這離不開高效節(jié)能的電機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)，學(xué)校在這方面開展了大量研究，取得了一些成果。比如開發(fā)的礦用電力機(jī)車得到國家權(quán)威檢測部門檢測，開發(fā)的電動物流車用開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)，樣機(jī)可很快應(yīng)用于電動物流車。

近年來，我所在的團(tuán)隊(duì)在我的導(dǎo)師李孟秋老師的帶領(lǐng)下，圍繞新能源汽車的開關(guān)磁阻電機(jī)這一“綠色動力”系統(tǒng)進(jìn)行攻關(guān)。電機(jī)作為電動汽車動力單元，性能至關(guān)重要。現(xiàn)在大部分新能源汽車均為永磁電機(jī)，但是永磁材料屬不可再生資源，其價(jià)格逐年攀升，電動車生產(chǎn)成本也隨之增加；且永磁體在高溫、震動等復(fù)雜環(huán)境下會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，這會增加電機(jī)損耗，降低電機(jī)的安全性能。

于是，采用一種沒有磁鋼（俗稱磁鐵）的電機(jī)作為驅(qū)動動力，就成為一種趨勢。我們團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向開關(guān)磁阻電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)是由硅鋼片沖壓，結(jié)構(gòu)簡單、容錯(cuò)性強(qiáng)、可靠性高，并可在高溫環(huán)境下達(dá)到很高轉(zhuǎn)速。

然而，轉(zhuǎn)矩脈動是開關(guān)磁阻電機(jī)較為嚴(yán)重的問題，轉(zhuǎn)矩脈動就如海上的波浪一樣，很不平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)，更為明顯。這會使駕駛員感覺到很強(qiáng)的抖動感，這就是開關(guān)磁阻電機(jī)未能大規(guī)模應(yīng)用的主要原因。日本由于稀土資源受限，開關(guān)磁阻電機(jī)研發(fā)及應(yīng)用走在前沿，已經(jīng)應(yīng)用在電動汽車上。我們亟待趕上。

大家整天圍在一個(gè)不足30平方米的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行模型設(shè)計(jì)分析、數(shù)據(jù)計(jì)算、整理資料等等。雖然每天任務(wù)量都很重，但我們收獲很大。最后我們設(shè)計(jì)出了一套完全自主產(chǎn)權(quán)的車用15kw開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)樣機(jī)，經(jīng)過測試轉(zhuǎn)矩脈動指標(biāo)為8%左右，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動大幅度降低。為了更好地適用新能源汽車，綠色技術(shù)創(chuàng)新我們?nèi)栽诼飞稀?/p>

責(zé)任編輯：陳曉麗