CWIEME洞见 | 新能源汽车用全域高效变磁通记忆电机系统的关键技术及应用

阳辉

副教授

东南大学

演讲主题：新能源汽车用全域高效变磁通记忆电机系统的关键技术及应用

阳辉展会现场演讲照片

双碳背景下，新能源汽车成为国家发展战略之一，但续航里程受限一直是新能源汽车的行业难题。作为新能源汽车的“心脏”，高效高质的电机驱动系统成为了行业主要研究的对象。

永磁电机系统作为新能源汽车的主流方案，仍存在不少关键痛点。固有的技术瓶颈直接导致调速范围较窄，高效区域受限等关键性能痛点。这些都将难以满足新能源汽车高速巡航、加速超车以及频繁启停等复杂多工况需求。

我国新能源乘用车电驱动系统2025年总体目标指明电驱动总成系统关键性能达到国际先进，实现可高压速化与先进制造工艺，核心关键材料与关键制造装备实现国产化。发展目标以5年为单位，通过提升电机功率密度及效率、提升控制器功率密度/集成度、提升纯电驱动总成技术以及提升机电耦合集成度，逐步达到电驱动总成系统关键性能整体达到国际领先，核心关键材料与测试装备设计开发工具实现国产化。由此，全域效率已经取代峰值效率成为电机驱动系统的共性核心指标！

目前，「能否将主电机和辅电机结合到一个电机上，实现多功率复用」是新能源汽车行业存在的痛点。

基于此，变磁通永磁电机通过采用多项新型设计或控制磁场调节技术直接解决了「气隙磁场难以调节」的难题。

尽管如此，各类变磁通永磁电机仍存在难以克服的技术短板。

因此，变磁通记忆电机的诞生是真正意义上的「宽调速全域高效永磁电机」。它攻克了传统永磁电机仅在单一工作点取得高效率的固有技术缺点，为永磁电机转速范围拓宽与全域高效运行提供了全新途径。

变磁通记忆电机高速损耗大幅降低，显著提高电驱系统续航效率，在新能源汽车、家用电器等多领域成功实现了工程应用。

记忆电机的低矫顽力永磁存在多磁化状态，且应用场景具有多工况特征，缺乏「系统级优化设计方法」与「调磁与驱动协调控制策略」以发挥其全域效率提升的潜能。东南大学阳辉教授在研究报告中提到为实现变磁通记忆电机的理论突破及应用推广，目前还需要攻克三大挑战：拓扑构造难、优化设计难、协同控制难。

针对以上技术难点，阳教授分享了创新研究。通过研究记忆电机在设计与控制方面的共性问题，依据电动汽车主驱电机的典型循环工况，提出了记忆电机的定向拓扑构造理论、多工况优化设计方法以及分步调磁控制策略，解决了记忆电机的精细化设计与全域高品质控制难题，为其在新能源汽车等领域的工程应用奠定了理论与技术基础。

综上，对于变磁通记忆电机的发展趋势从以下三个维度做了小结：

材料：研究更适合的变磁通材料（矫顽力在150~200 kA/m 间） 有助于提升变磁通电机综合性能

 设计：结构简化！结合更先进的设计策略进一步优化全域效率，特别是考虑低速高负载区域的效率；

 控制：结合最优效率分布特性实现全域高效在线控制研究。

阳教授接受CWIEME项目组采访视频

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