第4届 EV･HEV 驱动系统技术展 采访报告
安川电机开发出脱稀土电机、麦格纳展出轻度混合动力系统
2013/02/07
概 要
2013年1月16日-18日，第4届EV･HEV驱动系统技术展在东京国际展示场召开。本报告将对其展示概要进行介绍。
安川电机除展出电机驱动系统QMET-II的产品阵容外，还展示出不使用高价钕磁铁的脱稀土电机的展示板，引来众多到场者的关注。电机相关方面，为三菱汽车的Outlander PHEV配套电机/逆变器的明电舍展出将电机和变速箱一体化的EV用驱动单元，为现代汽车/起亚汽车配套驱动电机的HYOSUNG也参加展出。
麦格纳公布以轻度(低价格)混合动力系统等为主的EV/HEV用传动系统。日本贵弥功展出搭载于马自达Atenza的减速能源再生系统i-ELOOP的双电层电容器/模块。
其他展会会场上，还展出三菱汽车Outlander PHEV、EV Venture SIM-Drive与PSA开发的改造EV Citroen DS3 Eｌectrum等PHV/EV的实体车。
电机：安川电机开发出脱稀土电机
安川电机：开发出不使用钕磁铁的EV用电机
| 脱稀土电机 | 安川电机开发出可摆脱高价且不易采购的钕磁铁的EV驱动用电机。采用转子中使用廉价铁素磁铁的IPM(Interior Permanent Magnet)结构。铁素磁铁仅有钕磁铁1/10左右的磁性。通过优化磁铁及转子的形状及配置，提高扭矩特性，改善耐低温减磁特性。此外，定子的线圈卷线中使用平角线，占积率(线圈密度)较原先提高30%，改善线圈端部形状，达到紧凑化。如此一来，可在保持与公司原先产品同样大小的情况下实现同等性能。 |
|---|---|
| 适用于采用公司卷线切换型电机的电机驱动系统QMET-II。预计2013年9月起出货。可通过将此次开发的使用平角线的定子和使用钕磁铁的转子组配，实现高性能且高附加值的电机。 |
| 最高旋转速度 | 12,000 min-1 |  |
|---|---|---|
| 连续输出功率 | 45kW | |
| 最大输出功率 | 80kW | |
| 峰值扭矩 | 200N･m | |
| 质量 | 约60kg | |
| 外形尺寸 | 250W x 194H x 355L | 安川电机开发的脱稀土电机的展示板(仅展示说明板) |
安川电机的电机驱动系统产品阵容
| 特征 | 级别 | 适用车 | |
|---|---|---|---|
| QMET-II | 通过在电机中导入卷线切换装置(电子式卷线切换技术)，拥有低速和高速电机2种特性，可达到高扭矩和高旋转，效率范围更广。 | 120kW | 2.0L级乘用车、卡车･客车 |
| 80kW | 小型车(1.3～1.5L 级) | ||
| YMEV | 小型轻量系统，可在低负荷领域实现高效率。使用不采用卷线切换式的电机。 | 50kW | 小型车(1.0～1.3L 级) |
| 30kW | 微型车 |
| 产品规格 | 电机 | 逆变器 | |
|---|---|---|---|
| QMET-II 120kW |  |
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| QMET-II 80kW |  |
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| YMEV 35kW |  |
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DEMIO EV采用安川电机的电机驱动系统
| 马自达 DEMIO EV | 马自达于2012年10月开始租赁销售的DEMIO EV中采用定制安川电机QMET-II系统的电机驱动系统。最大输出功率为75kW、最大扭矩为150N･m。 |
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| 马自达 DEMIO EV | 驱动前轮的安川电机产电机。 |
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| 置于发动机罩下的安川电机产逆变器 |
明电舍：展出开发中的EV用驱动单元
| EV用驱动单元 | 明电舍正在开发将驱动电机与变速箱一体化的小型/轻量型EV用驱动单元。试作品的轴长较分开构造的产品缩短35%(包括电机/变速箱的轴长:520mm→350mm)。使用变速箱的润滑油直接冷却电机的卷线/铁芯，力图实现电机的小型化和高效化。 |
|---|---|
| 开发中的电机/ 逆变器 | 还展出开发中的EV/PHV/HV用电机/逆变器。中型车级别的电机与去年展出的产品相比，最高额定输出功率由80kW提高至100kW。公司目前正在为三菱汽车的Outlander PHEV和微型商用车EV MINICAB-MiEV配套电机和逆变器。 |
明电舍将电机及变速箱一体化的EV用驱动单元
开发中的电机/逆变器的各种参数(参考值)
| 电机 | 逆变器 | |||
|---|---|---|---|---|
| 质量 | 最高额定值 | 最大旋转数 | 体积 | |
| 微型车级别(30-40kW) | 25kg | 30kW-75Nm-3,820rpm | 12,000rpm | 3.5L |
| 小型车级别(50-60kW) | 35kg | 60kW-150Nm-3,820rpm | 12,000rpm | 4.6L |
| 中型车级别(100kW) | 40kg | 100kW-230Nm-4,150rpm | 12,000rpm | 7.2L |
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| 明电舍正在开发中的中型级别用电机 | 明电舍正在开发中的中型级别用逆变器 |
HYOSUNG Corporation(晓星)：展出驱动用电机
| HYOSUNG Corporation(晓星)是韩国有名的生产汽车轮胎加固线的综合商社，还涉足工业用原动机业务。至今已为现代汽车的i10 BlueOn(最大输出功率61kW)和起亚汽车的Ray EV(同 50kW)配套过异步电动机。应整车厂的要求，将供应最大输出功率从30kW到150kW的异步电机和永磁同步电机等。 |
HYOSUNG的EV用电机产品阵容
| 电机类型 | 异步电机 | 永磁同步电机 | |
|---|---|---|---|
| 嵌入式（IPM) | Spoke-type IPM | ||
| 特征 | 有为现代汽车/起亚汽车配套实绩的廉价的异步电机。 | 在全球使用的EV/HEV用永磁同步电机。 | 不使用稀土的新一代永磁同步电机。 |
| 最大输出功率 | 30kW - 150kW | ||
| 输出密度 |
≥1.1kW/kg |
≥1.5kW/kg |
≥1.3kW/kg |
| 效率性 |
≥94% |
≥97% |
≥96% |
| 成本 | 优 | 可 | 良 |
| 噪音･振动 | 优 | 良 | 良 |
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| HYOSUNG为现代汽车/起亚汽车配套电机 | 最大输出功率80kW/峰值扭矩280Nm的永磁同步电机。 |
ACR：展出PHV用小型清洁柴油发电系统
| ACR是神奈川县从事尾气净化装置等业务的企业。作为新的业务，公司正在开发利用清洁柴油发电机的PHV和EV元件。计划2013年9月发售EV元件，2014年9月发售HEV元件。 | |
| EV元件 | 自主开发微型车级别的电机和逆变器。EV用电机采用水冷方式，与其他公司产品相比，单位输出可实现约3分之2的体积小型化。 |
|---|---|
| 清洁柴油 发电系统 | 使用1缸330cc柴油发动机(额定输出10kW)和输出为8.5kW的发电机的发电系统。还搭载公司自主开发的超小型涡轮增压机。 |
ACR的EV用元件
| EV用电机 |  |
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|---|---|---|
| 输出功率 | 额定15kW(瞬时30kW) | |
| 最高旋转 | 7500rpm | |
| 驱动电压 | 600V(DC/DC) | |
| 电机构造 | IPM电机 | |
| 逆变器 |  |
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| 输出功率 | 30kW(瞬时)、15kW(额定) | |
| 总线电压 | DC420V | |
| 电源元件 | IPM(600V/300A) | |
| 冷却方式 | 水冷 | |
| 平滑电容器 | 薄膜电容器 | |
| 控制方式 | 线圈控制/速度控制 | |
| 保护功能 | 通过监视电压/电流/温度/转数 进行保护 | |
| 通信方式 | CAN通信(依据ISO11898) | 照片里侧为新的开发品。产品化时将把尺寸缩小至3分之2左右进行销售。 |
EV･HEV相关系统：麦格纳展出轻度(低价格)混合动力系统
麦格纳的EV/HEV用动力总成系统
| 轻度(低价格)混合动力系统 | 麦格纳叫做Cost Efficient Hybrid的发动机横置的前轮驱动车用轻度混合动力系统。通过发动机和变速器之间利用电机运转的传送带，帮助驱动。还具备怠速停止功能。时速50km下可电动行驶。仅电动行驶时可行驶数百米(根据电池容量)。 |
|---|---|
| 面向A、B、C级别车开发，预计还需数年才能发售。 | |
| 轻型商用EV用 2速驱动系统 | 开发中的轻型商用电动车用前桥模块。最大输出功率为105kW、峰值扭矩为280Nm（@360V）。由于采用2速自动变速器，即使搭载扭矩有限的电机，仍可确保驱动所必要的扭矩，且可控制成本。对提高制动能源的再生效率也有帮助（根据麦格纳利用特定配送模式的模拟试验，可实现100%回收)。 |
| EV用驱动系统 | 将驱动用电机和逆变器一体化的EV用驱动系统。为美国整车厂配套。可适用于EV、增程式EV、燃料电池车。电机的最大输出功率为105kW、峰值扭矩为282Nm、最高旋转为10,000rpm。逆变器的输入电压范围为250V-420V、峰值输出为120kW。 |
| 电动后桥驱动器 | 将电机、变速箱一体化的后轮电动驱动模块。设有将车轮轴与电机的驱动力分离的断开系统。2012年10月开始在澳大利亚工厂生产，被Volvo V60 Plug-in Hybrid采用。 |
麦格纳的展示品
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| 轻度混合动力系统 | 轻型商用EV用2速驱动系统 |
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| EV用驱动系统 | 电动后桥驱动器 |
日本贵弥功
| 车载用双电层电容器 DLCAP | 展出为马自达的减速能源再生系统 i-ELOOP（注）配套的电容器DLCAP和模块。模块内分上下2段分别装有5个共计10个双电层电容器。与传统产品相比，可将内部电阻值降低至3分之1，提高蓄放电能力。另外，将耐热性由60度提高至70度，由此可置于发动机室内。 | |
|---|---|---|
| DXE 系列 | 公司面向马自达开发的上述电容器通用化，正作为第3代DXE系列产品销售，正在向整车厂进行推荐。 | |
| 此外，正在开发用于汽车的将耐热性提高至85度的电容器。 | ||
| 开发中的 新一代电容器 | 纳米混合动力 电容器 | 将nc-Li4Ti5O12/碳纳米纤维复合体用于负极的混合动力电容器。可实现传统活性炭电容器约3倍的能源密度(30WhL-1級)和同等的输出性能(6kWL-1级)。与东京农工大学、K&W共同研究。 |
| 碳纳米管 电容器 | 将单层碳纳米管用于正极･负极的双电层电容器。电极中不使用粘合剂･连接剂，为提高电容器的寿命做出贡献。实现了10kWL-1级超高输出性能。接受NEDO技术开发机构的委托研究。 | |
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| 日本贵弥功为马自达配套的 双电层电容器模块 | 车载用双电层电容器DLCAP |
展出的主要车辆
三菱汽车：Outlander PHEV
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三菱汽车2013年1月发售的SUV Outlander的PHEV版。采用前/后轮分别装有电机的“双电机4WD”系统。发动机主要用于发电，在高速行驶时向车轮传送驱动力。 |
| 搭载容量为12kWh的锂离子电池（丰田 普锐斯PHV的锂离子电池为4.4kWh）。EV行驶时的续航里程为60.2km（JC08模式），复合燃耗为67.0km/L（JC08模式） |
PSA/SIM- Drive：Citroen DS3 Electrum
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日本的EV Venture SIM-Drive基于PSA的Citroen DS3改造的EV。SIM-Drive的先行开发车在发动机罩内安装2个电机作为轮内电机使用，通过传动轴驱动左右前轮。确保搭载的电机、逆变器、锂离子电池(17.5kWh)等对车内空间/驾驶室空间没有影响。与基础车相比重量增加95kg。 |
| 续航里程为154km(JC08模式)、能源消耗率为113.6Wh/km。另，该车型进行CHAdeMO方式的快速充电，不搭载普通充电用的充电器。 |
马自达：DEMIO EV
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马自达于2012年10月开始向公共部门/企业租赁销售约100辆的DEMIO EV。搭载容量为20kWh的锂离子电池，续航里程为200km(JC08模式:马自达测定)。较基础车相比重量增加190kg。 |
ZMP/日本微软：RoboCar PHV
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ZMP/日本微软共同开发的实验用车辆。用于驾驶辅助技术、自动行驶技术的研发。可通过车载网络CAN取得各传感器的数据，利用PC等实时掌握驾驶信息。另外，可利用微软的云系统(Windows Azure)积累数据，以便于数据分析。 |
| 高端车型(PHV)可在车辆外面进行遥控。低端车型(PHV Primitive)可根据驾驶者的驾驶类型，获取公路行驶的数据。 另，基础车型为丰田普锐斯PHV，但其搭载的系统本身也可适用于其他车型。 |
MEGA：Multitruck AC Power
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法国MEGA公司产的轻型商用EV。可以选择铅电池的容量、电机类型(交流或直流)、架装方式(皮卡型、厢型车型等)。另外公司还销售叫做Mega City的乘用车型小型2人乘坐EV。 |
wheego IRIE
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美国wheego公司产的全长为3.01m的小型2人乘坐EV（本地名LiFE）。装有安全气囊及胎压监视系统等安全装备。 |
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