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混合动力和纯电动汽车驱动电机专用磁钢

成果类型:: 发明专利,新技术

发布时间: 2021-11-11 11:06:18

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:安徽省芜湖市| 魏巍 | 2022-12-21 09:08:36

混合动力汽车驱动电机专用磁钢,所述混合动力汽车驱动电机专用磁钢的成分表 达式为:(RE)y-Mz-Fe100-y-zB0.95-1.05,其中25≤y≤32,2.5≤z≤5,RE由下列稀土元素组成:镨 钕、镝和铽,其中镨钕的含量为22~24.5,镝的含量为2.5~6,铽的含量为0.5~1.5,镨钕、 镝和铽含量之和范围为y的范围,即25~32,M由下列几种元素组成:Co、Al、Ga、Cu和Zr,其中 Co的含量至少为2.0,其余四种元素含量之和为0.5~3.0,五种元素含量之和范围为Z的范 围,即2.5~5.0。

要实现混合动力汽车驱动电机专用磁钢耐高温、高性能、高矫顽力和抗退磁,磁钢 的各元素组成非常关键,尤其是镝、铽和Co元素的含量,本发明的混合动力汽车驱动电机专 用磁钢通过对其成分合理设计,调整各微量元素的含量,其中镝的含量为2.5~6,铽的含量 为0.5~1.5,Co的含量至少为2.0,配以本发明的生产工艺,获得的磁钢产品性价比方面全 面提升,尤其是耐高温和抗退磁性能显著提高。另外本申请的发明人研究发现当镝和铽的 含量不在本发明的范围内,以及Co的含量少于2.0,通过本发明的生产工艺制得的磁钢性能 达不到本发明的混合动力汽车驱动电机专用磁钢的性能。

1通过对混合动力汽车驱动电机专用磁钢的成分进行设计及生产工艺进行改进, 使产品的材料成本降低,综合性能提高,在性价比方面全面提升,提高了磁性能、抗退磁性;

2.采用快凝铸片、氢破碎工艺路线,同时采取强力气流磨粉,控制磁粉粒度分布范 围,实现平均粒度在2.5~3.0微米之间,采用分段烧结及时效处理,降低最高烧结温度,实 现细化晶粒、改善微结构的目标;

3.实行过程抗氧化防护体系,采用自主研发的抗氧化剂,在制粉和压制成型时全 过程保护磁粉,避免氧化发生,消除因氧化造成的磁性能下降和耐温特性降低;

4.改进细粉粒度分布,改善磁体结构,提高磁体的稳定性和磁性能均匀性。

随着全球能源日趋紧张,汽车尾气污染日趋严重,环保节能的产品将成为新的宠 儿,混合动力汽车因具有能耗低、排放有害气体少而必将大力提倡使用,需求逐渐增加。而 制造驱动电机的耐高温、抗退磁钕铁硼磁钢在混合动力汽车中的应用也日趋增大,具有巨 大的发展空间。

目前汽车对驱动电机有着特殊的要求,电动汽车驱动电机需要有4-5倍的过载以 满足短时加速或爬坡的要求,而工业电机只要求有2倍的过载;电动汽车的最高转速要求达 到在公路上巡航时基本速度的4-5倍,而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的2倍即 可;电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶习惯设计,而工业电机只需根据典型 的工作模式设计;电动汽车驱动电机要求有高度功率密度(一般要求达到1KG/KW以内)和好 的效率图(在较宽的转速范围和转矩范围内都有较高的效率),从而能够降低车重,延长续 驶里程;而工业电机通常对功率密度、效率和成本进行综合考虑,在额定工作点附近对效率 进行优化;电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳定精度高、动态性能好;而工业电机只 有某一种特定的性能要求;电动汽车驱动电机被装在机动车上,空间小,工作在高温、坏天 气、及频繁振动等等恶劣环境下,而工业电机通常在某一固定位置工作。

相比传统工业电机,电动汽车驱动电机的设计要求和参数更高,而电机的核心性 能是根据电机内的磁体来决定的,这就对电机磁钢的性能要求相当高,需要磁钢具有高性 能、高矫顽力和耐高温、抗退磁等特性,需要将磁钢的综合性能达到极限,本发明旨在设计 一种混合动力汽车驱动电机专用磁钢及其制备方法。

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