新能源車用新型磁路高效發(fā)電機的開發(fā)應(yīng)用

陳駿 楊偉民

摘 要：積極地開發(fā)、運用新型磁路高效發(fā)電機，能夠有效解決新能源車領(lǐng)域的續(xù)航問題。基于此，本文從開發(fā)思路、問題解決、試驗這幾個層面深入研究了新能源車用新型磁路高效發(fā)電機的開發(fā)，并具體介紹了新能源車用新型磁路高效發(fā)電機在新能源房車、SUV、跑車上的應(yīng)用，希望能夠助力新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源車;車輛續(xù)航;發(fā)電設(shè)備

引言：新能源車雖然能夠降低車輛運行的環(huán)境成本以及經(jīng)濟成本，但“里程焦慮”問題使得新能源車的充電樁依賴過強，制約了其的普及應(yīng)用，因此，為了消除車輛續(xù)航問題這一新能源車領(lǐng)域發(fā)展的痛點，人們開發(fā)了混合勵磁發(fā)電機這一新型磁路高效發(fā)電機，以代替永磁電機，塑造更加優(yōu)越的新能源車?yán)m(xù)航性能。

1 新能源車用新型磁路高效發(fā)電機的開發(fā)

1.1 確立發(fā)電機開發(fā)思路

就目前來看，磁路發(fā)電機通常為實心轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)發(fā)電機，如SPM、IPM等發(fā)電機，這類發(fā)電機的質(zhì)量較大，使得發(fā)電機在設(shè)置到汽車中之后，會提高汽車的運行荷載，增加能耗量，同時，發(fā)電機的發(fā)電量越大，其的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)體積、重量就越大，由此造成發(fā)電機的發(fā)電量總是難以滿足汽車的能耗需求。但開發(fā)新型磁路發(fā)電機的主要目的是幫助新能源車擺脫充電樁，而若要達到該目的，就必須確保發(fā)電機的發(fā)電量與汽車的能耗需求量相匹配，因此，在混合勵磁發(fā)電機開發(fā)中，人們確立一個輕量化的發(fā)電機開發(fā)思路方向，在不增加發(fā)電機重量的情況下，提高其發(fā)電效率。在此過程中，根據(jù)上述論述可以看出，常規(guī)磁路發(fā)電機重量大的主要原因是其具有實心的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由此研發(fā)人員將思路定位為，將實心的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為空心的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。考慮到其中鐵芯部分質(zhì)量占比較大，所以可以將開發(fā)研發(fā)的切入點放在鐵芯的輕量化上，并考慮在鐵芯結(jié)構(gòu)中開孔，使其原有的實心結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，同時，此方法也有助于降低小軸向漏磁，改善發(fā)電效率。

1.2 構(gòu)建合理的開發(fā)問題解決方案

根據(jù)上述思路，混合勵磁發(fā)電機的開發(fā)是將改善轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式作為切入點，而轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改變勢必會使發(fā)電機轉(zhuǎn)速、負(fù)載發(fā)生變化，導(dǎo)致原有的配套電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，很難有效發(fā)揮其穩(wěn)壓的效用，造成新型磁路高效發(fā)電機所輸出的電壓不穩(wěn)定，影響其供電效果。基于此，為了有效解決該項發(fā)電機研發(fā)問題，開發(fā)人員需要對發(fā)電機的電路進行改善，并運用合適的整流穩(wěn)壓技術(shù)，保持發(fā)電機輸出電壓的穩(wěn)定性，優(yōu)化高效發(fā)電機的使用性能。但在線路改造過程中，應(yīng)當(dāng)注意，要在條件允許范圍內(nèi)，減小改動范圍，以免產(chǎn)生聯(lián)鎖反應(yīng)，增加改造研發(fā)工作量。為此，可以考慮使用三相半控橋式穩(wěn)壓技術(shù)來進行線路的改造，一般來說，在該技術(shù)下，僅需要在線路中增設(shè)一個穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，就可以實現(xiàn)穩(wěn)壓，達到解決研發(fā)問題的目的。

1.3 做好開發(fā)試驗

待新型發(fā)電機的樣機制作完畢后，需對其進行性能試驗，檢驗其是否符合研發(fā)要求，并及時識別、優(yōu)化發(fā)動機性能上的問題，以獲取有效的研發(fā)成果。在性能試驗中，能夠用于評價發(fā)電機性能的指標(biāo)主要包括RFPM、TFPM等，因此，需按照現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)程，依次檢測上述各性能指標(biāo)，然后根據(jù)各項性能指標(biāo)試驗測試結(jié)果，對比常規(guī)發(fā)電機的性能指標(biāo)情況，綜合評估發(fā)電機的性能水平，并找準(zhǔn)其性能薄弱點，予以準(zhǔn)確優(yōu)化，增強開發(fā)效果。此后，待新型發(fā)電機的性能水平達到一定高度后，即可將其安裝到汽車結(jié)構(gòu)中，并予以實踐試驗，測試該發(fā)電機的汽車?yán)m(xù)航能力，確認(rèn)無問題后，再嘗試投入使用。

2 新能源車用新型磁路高效發(fā)電機的應(yīng)用

2.1 在新能源房車?yán)m(xù)航中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，雖然新能源車已經(jīng)達到了一定的普及規(guī)模，但基本僅限于常規(guī)乘用車，房車類新能源車較少。從總體上來看，此類新能源車，主要由新能源車底盤，以及增程動力系統(tǒng)組成，其中，增程動力系統(tǒng)即發(fā)電機系統(tǒng)。但目前，由于房車屬于一種自重較大的車輛，傳統(tǒng)的磁路發(fā)電機往往不能有效滿足其用電需求，因此，房車常用的發(fā)電機系統(tǒng)主要以汽油發(fā)電機為主，而這在一定程度上降低了新能源房車的環(huán)保性能，因此，將新型發(fā)動機作為房車的增程動力系統(tǒng)，則可以有效消除上述問題，使房車的新能源化更加徹底。在此過程中，鑒于房車在用途上的特點，人們通常更加重視汽車的續(xù)航能力，而新型發(fā)電機的高效特點，能夠有效滿足人們對房車?yán)m(xù)航能力的要求，提高新能源房車的使用性能。

2.2 在新能源SUV上的應(yīng)用

除了房車以外，SUV也屬于一種自重較大的車輛，而新能源SUV作為普及范圍較廣的新能源車，其的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為了充電樁數(shù)量不斷上升的主要原因。據(jù)統(tǒng)計，近年來，國內(nèi)新能源SUV銷量增幅超過了20%，截至到2020年，新能源SUV的銷量已經(jīng)突破了100萬輛，而新能源車迅速推廣的背后，充電樁的數(shù)量也在同步增長，提高了新能源車的配套基礎(chǔ)建設(shè)成本，這在一定程度上制約了新能源車的持續(xù)推廣。在此過程中，如果能夠?qū)⑿滦桶l(fā)電機運用到SUV的制造生產(chǎn)中，可以通過幫助SUV擺脫對充電樁的高度依賴，降低配套充電樁建造需求，突破新能源SUV的推廣瓶頸。此外，目前，市場上雖然已經(jīng)存在了增程系統(tǒng)，且能夠達到1000公里的續(xù)航，但其依然需要消耗燃料，這使得無燃料發(fā)電機市場呈現(xiàn)出了空白的狀態(tài)，有助于磁路型發(fā)電機產(chǎn)品迅速搶占市場，促進新能源車領(lǐng)域的優(yōu)化發(fā)展[1]。

2.3 在新能源跑車上的應(yīng)用

通常來說，人們對跑車的速度具有較高的要求，同時，在駕駛時，也通常會采用較高的速度，來駕駛跑車，因此，除了房車與SUV以外，跑車的運行能耗比較大，這使得跑車對續(xù)航能力的要求也比較迫切。基于此，將新型的發(fā)電機運用到跑車的增程系統(tǒng)建設(shè)中，能夠使新能源跑車的性能更加優(yōu)越。在此過程中，衡量跑車性能的指標(biāo)主要為極限速度、百公里加速時間等，而達到較高的極限速度與較短的百公里加速時間，需要發(fā)動機具有更高的發(fā)電效率。對于新型發(fā)電機來說，其獨特的鐵芯結(jié)構(gòu)，能夠有效提高其的發(fā)電效率，可以順利滿足跑車對發(fā)動機的需求，而且新型發(fā)電機的輕量特點，也有助于跑車達到一個較高的極限速度。此外，由于磁路型的發(fā)電機相較于氫燃料電池，其制造運行成本更低，因此，將新型發(fā)動機運用到跑車中，能夠塑造新能源跑車的經(jīng)濟性優(yōu)勢，改善跑車的使用性能[2]。

3 結(jié)論

綜上所述，增強新型磁路高效發(fā)電機的開發(fā)應(yīng)用效果，能夠提升新能源車的使用性能水平。在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中，通過開發(fā)、推行高效的汽車磁路發(fā)電機，可以幫助新能源車在日常行駛中擺脫對充電樁的高度依賴，擴大此類汽車的普及廣度，從而加快推動汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

參考文獻：

[1]劉曉剛，褚力濱，張小崇. 某船用發(fā)電機組柴油機飛車原因分析與排除[J]. 內(nèi)燃機與配件，2021，（08）：151-153.

[2]姜竹堂. 柴油發(fā)電機組在海洋鉆機模塊的應(yīng)用分析[J]. 內(nèi)燃機與配件，2021，（08）：177-179.