“雙碳”背景下新能源汽車電機用軟磁材料發展趨勢與應用現狀

摘 要：大力發展電動汽車產業進而促進節能環保，是實現雙碳目標的一個重要舉措。新能源汽車驅動電機在半導體和永磁材料的基礎上，很難通過結構優化突破效能瓶頸。隨著多學科交叉融合和跨行業協調發展，新型軟磁材料的應用將是帶動電機技術創新的重要手段。針對驅動電機對軟磁材料的性能需求，介紹了晶粒取向硅鋼、極薄無取向硅鋼、高強硅鋼及非晶合金４種在電機中極具應用潛力的軟磁材料，并對其應用在電機中的性能表現進行了分析。結合驅動電機發展對軟磁材料的需求，總結了新能源汽車電機利用軟磁材料的發展和應用趨勢。＼

關 鍵 詞：新能源汽車；驅動電機；軟磁材料；取向硅鋼；極薄無取向硅鋼；高強硅鋼；非晶合金；磁性能

中圖分類號：ＴＭ２７５ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１０００－１６４６（２０２４）０５－０５９０－１５

１ 新能源車用驅動電機發展趨勢

汽車承載著人類文明的進步，但也極大地消耗化石能源并嚴重污染環境。為實現《巴黎協定》目標，德國、法國、荷蘭、挪威、英國及印度等國相繼宣布了禁售燃油車的時間。中國作為一個負責任的大國，也承擔著節能減排和保護環境的重任。截至２０２３年底，我國汽車保有量達到３.３６億輛，其石油消費和年排放污染將帶來資源消耗和環境污染的雙重壓力，成為制約我國經濟高速發展的兩大瓶頸問題。國家在“十四五”規劃綱要中將新能源汽車行業列入戰略性新興產業，大力支持行業發展，工信部、財政部、商務部等部門也相繼推出利好政策，各級地方政府積極響應，因地制宜出臺了一系列舉措。研發具有高效率、高功率＼轉矩密度、寬恒功率范圍和優異弱磁能力驅動的電機，是加快電動汽車發展步伐的關鍵技術手段。根據文獻和公開報道［１］，表１中總結了近二十年在新能源汽車電機行業具有代表性的電機具體參數。從表１中很難確定驅動系統的優劣，因為不同車型裝載的電機數量存在差異。但是可以看到永磁電機占據主導地位，并且隨著新能源汽車的發展，單電機的功率、轉矩和轉速持續提高。在２０２１年前，豐田普銳斯和特斯拉一直是驅動電機行業的風向標。早在１９９７年，日本的豐田公司就研發出第一款混合動力汽車Ｐｒｉｕｓ，該系列汽車驅動電機通過不斷優化電機拓撲結構以獲得更高的電機運行性能，至今為止，該系列汽車驅動電機已完成了４代產品的迭代，全部為永磁電機。而特斯拉掌握了大量的異步電機專利，但是隨著競爭越來越激烈，驅動電機的性能要求越來越高，特斯拉也逐步應用永磁電機。二者統一的路線都是在不斷提高電機轉速，以達到更高的功率密度和轉矩密度。作為汽車消費大國，隨著“雙碳”目標的提出，我國新能源汽車呈現出爆發式增長。華為、比亞迪、小米、蔚來和廣汽埃安等眾多企業對驅動電機的研究和制造水平已實現國際領先。

隨著競爭的日益激烈，驅動電機的性能逐漸達到瓶頸。為此已經有企業在嘗試使用新軟磁材料代替傳統的硅鋼，例如小米公布的預研電機Ｖ８ｓ采用超高強度硅鋼，已實現轉速達到２７２００ｒ／ｍｉｎ；廣汽埃安也公布使用非晶納米晶軟磁材料使驅動電機的功率密度達到１２ｋＷ／ｋｇ。可見，隨著驅動電機性能邊界的不斷拓展，基于傳統無取向硅鋼材料的電機優化設計難以滿足驅動電機高速、高功率密度、高效率等性能要求及極端應用工況下的高適應性要求。而軟磁材料作為電機制造的主要材料，其性能會直接影響到電機性能，應用更高性能的軟磁材料成為應對驅動電機嚴格性能指標需求的一種重要手段，且隨著交叉學科理念的發展，軟磁材料的應用技術無疑越來越受到電機研發人員的關注［２］。

２ 驅動電機對軟磁材料性能的需求

電工鋼（無取向硅鋼）是迄今為止最常見，也是新能源汽車驅動電機最常用的軟磁材料，占總軟磁材料市場的７６％。自電工鋼問世以來，一直占全球鋼鐵產量的約１％。因此，大部分商用電工鋼仍來自基本的煉鋼渠道，而不是為了電機設備性能而優化磁性設計的。電機設計人員為了使電機性能更加完善，不斷嘗試新軟磁材料的應用。

為了選擇合適的軟磁材料制作電機鐵心，電機設計人員需要從電機實際應用角度出發，綜合考慮材料鐵心損耗、磁導率、屈服強度等物理特性與電機性能表現。圖１為驅動電機性能需求和軟磁材料典型性能對應關系。其中紅色曲線為電機寬轉速范圍的轉矩特性曲線，在低速時，驅動電機可以保持恒轉矩運行，隨著轉速提高，電機功率不斷增大。當轉速達到額定功率后，電機恒功率運行，且隨著轉速的提高，電機轉矩下降。

低轉速區域對應汽車的起步、爬坡等工況，該工況需要驅動電機提供足夠大的轉矩，因此需要軟磁材料具有更高的磁感強度，能夠有效提高電機的磁負荷，增大電機的輸出轉矩。當車輛處于加速狀態，驅動電機轉速不斷提高，導致電機鐵心所處磁場頻率上升，此時由軟磁材料引起的鐵心損耗占電機總損耗比例逐漸增大，其中鐵心的渦流損耗占比可達４０％ ～７０％。該工況需要軟磁材料具有低損耗特性，以保持電機高效率，進而提高電能利用率，增加新能源汽車的續航能力。此外，電機的溫升也與損耗息息相關，抑制電機高轉速引起的鐵心損耗可以避免電機內部溫度過高導致的永磁體退磁、絕緣老化等電機可靠性和耐久性問題。當電機處于高速運行工況時，電機轉子會承受巨大的離心力，這需要鐵心具有足夠的機械強度性能。因此，服役于高速驅動電機的軟磁材料應該具有足夠高的屈服強度和抗拉強度。此外，新能源汽車需要具有良好的噪聲、振動與聲振粗糙度（ＮＶＨ）性能以提高車輛乘坐舒適度，這就要求驅動電機具有低振動噪聲，除了優化電機模型和控制手段外，采用具有低磁致伸縮特性的軟磁材料也是降低電機振動噪聲的一種有效辦法。

３ 驅動電機用新軟磁材料的研究和應用現狀

新軟磁材料的發展和應用是基于其性能優勢，例如，將傳統硅鋼加工得更薄，可以減少電機的鐵心損耗，提高效率。因此極薄硅鋼的誕生滿足了電機效率和轉速越來越高的需求。電機高速化可以提高轉矩密度，但是轉子鐵心會承受離心力，因此高強度硅鋼也被持續研發。晶粒取向硅鋼早已經成熟應用于變壓器、互感器等磁路單一的電氣裝備中，與無取向硅鋼相比，其軋制方向具有高飽和磁通密度、低鐵心損耗及高磁導率的特點，因此嘗試將其應用到電機中無疑會使電機性能大幅提高。近二十年非晶合金作為非硅鋼類的新軟磁材料也一直是高性能電機產業化的關注重點。因為除了其厚度只有０.０２ｍｍ，可以有效抑制鐵心中的渦流損耗外，其內部長程無序、短程有序的非晶態結構使得其磁滯損耗也較小。極低的鐵心損耗使非晶合金成為驅動電機廠和車企研發高效率驅動電機的首選目標。本節對上述４種新軟磁材料在電機中應用現狀進行具體介紹和分析。

３.１ 極薄無取向硅鋼材料

極薄無取向硅鋼（厚度小于０.１ｍｍ）是將普通硅鋼片軋制得更薄以抑制電機的渦流損耗。在新能源汽車驅動電機高速化發展的趨勢下，電機中旋轉磁場的頻率越來越高，這大大增加了電機的鐵心損耗。當電機運行于高速工況時，電機鐵心損耗中的渦流損耗占比大，而渦流損耗與硅鋼片厚度的平方成正比，可以通過降低硅鋼片的厚度達到抑制渦流損耗的目的。因此，采用薄規格硅鋼材料制作電機可以有效降低電機在高頻下的鐵心損耗。本團隊對５種不同厚度硅鋼材料進行了磁性能測試，其鐵心損耗特性曲線如圖２所示。在相同頻率下，較薄厚度的硅鋼材料的鐵心損耗更小，而且隨著頻率升高，薄規格硅鋼的低損耗優勢將更加明顯［３－４］。

在軟磁材料中極薄無取向硅鋼引起了大量電機設計人員的興趣，ＳＯＮＧ等［５］通過材料測試和磁場分析，驗證了極薄無取向硅鋼制作高速電機定子鐵心的可行性。但由于其厚度極薄的特性，導致電機鐵心的疊片系數、飽和磁通密度等都會受到影響，在電機設計過程中應該充分考慮這些問題。ＳＡＴＯ等［６］通過磁性測量和磁場分析，論證了極薄無取向硅鋼片（０.０５ｍｍ）作為高速電機定子鐵心的實用性。ＥＮＯＫＩＺＯＮＯ等［７］設計研發了一款雙軸向氣隙磁通感應電機，定子鐵心由０.０８ｍｍ極薄硅鋼卷繞而成，減少了電機損耗并提高了效率。ＲＯＮＧ等［８］采用極薄硅鋼片作為氫燃料電池空壓機電機鐵心的材料，選擇了０.０５ｍｍ和０.１５ｍｍ２種不同厚度的無取向硅鋼片進行對比分析，得出０.０５ｍｍ硅鋼片電機的損耗性能和溫升性能優于０.１５ｍｍ電機的結論。ＳＯＤＡ等［９］提出了一種采用分段定子鐵心的表貼式永磁電機降低鐵心損耗的方法，定子鐵心材料為０.０８ｍｍ極薄硅鋼。根據當前研究現狀，極薄硅鋼應用的主要目的是減少鐵心損耗，且極薄硅鋼更適合卷繞工藝制作鐵心。

為了更好了解極薄硅鋼與普通硅鋼的差異，本團隊對１種０.０５ｍｍ厚度的極薄硅鋼進行了研究，以０.２７ｍｍ硅鋼作為對比對象，分析了極薄硅鋼在應力、溫度和磁場下的性能變化規律，并且在卷繞鐵心的軸向磁通電機上進行了驗證［１０］。圖３為常規０.２７ｍｍ無取向硅鋼在１Ｔ和８００Ｈｚ磁場下，鐵心損耗受應力－溫度耦合的影響變化曲線［１１］。圖４為極薄０.０５ｍｍ硅鋼在１Ｔ和８００Ｈｚ磁場下，鐵心損耗受應力－溫度耦合的變化曲線［１１］。對比圖３、４可以發現，在溫度相同時，厚度不同的２種材料都受到應力的影響，且變化規律相同。一定溫度下，隨著壓應力的增加，２種材料的鐵心損耗均有所增加，而隨著拉應力的提高，鐵心損耗呈現先降低后增加的變化規律。因而可以確定在電機制造過程中引入壓應力會使電機的損耗增加，而當存在拉應力時，控制應力值在０～８０ＭＰａ時會減少電機鐵心的損耗。

２種厚度材料在磁場下的性能對應力－溫度耦合作用的變化規律不僅具有一般性，還具有差異性。對比圖３、４可以發現，與常規厚度硅鋼相比，極薄硅鋼鐵心損耗對應力和溫度的敏感性更小。這是因為在相同應力作用下，薄的硅鋼會發生更大的變形，緩沖應力對材料內部晶粒產生的影響，因此極薄硅鋼鐵心損耗對應力的敏感性低于常規硅鋼。而溫度主要影響鐵心損耗中的渦流損耗，極薄硅鋼中渦流損耗占比遠低于常規硅鋼，因此極薄硅鋼對溫度的敏感性也低于常規硅鋼。

在電機制造中，軟磁材料經過沖壓、疊片，最后鐵心接入機殼，其中鐵心與機殼最為普遍的接入方式是熱套，這種方式會對鐵心產生較大的壓應力，根據材料研究可以證實，該方式下鐵心損耗會發生嚴重劣化。而采用卷繞工藝制作鐵心，在硅鋼彎曲過程中硅鋼片外表面會產生拉應力，內表面會產生壓應力。卷繞工藝即使依然存在壓應力，但是也存在相應拉應力，會極大緩解鐵心損耗劣化。與常規硅鋼相比，在相同彎曲程度時，極薄硅鋼所受應力更小，因此使用其制作電機時，更適合采用卷繞工藝。

為了更直觀表現極薄硅鋼對電機的影響，本團隊分別使用０.２７ｍｍ和０.０５ｍｍ厚度的硅鋼設計了一款軸向磁通卷繞鐵心電動飛機用電機，其電機效率ＭＡＰ對比圖如圖５所示。由圖５可以看出，隨著電機轉速的提高，極薄硅鋼電機的效率逐漸大于傳統無取向硅鋼電機，其電機效率大于８８.５％的區域明顯高于傳統無取向硅鋼電機。此外，損耗的降低也可以改善電機的溫升，如圖６所示，應用極薄硅鋼的電機最高溫度僅為７０.４℃，比常規硅鋼電機的溫度降低了１４.６％，可以降低由電機高溫帶來的永磁體退磁和絕緣材料壽命降低的問題。

極薄硅鋼是常規厚度硅鋼的迭代和升級產品，其產業技術體系成熟，在電機中的應用與常規產品差別不大，因此極薄硅鋼是應對驅動電機高速高頻化的首要選擇，但需要額外注意極薄硅鋼的沖壓、疊片和力－熱－磁耦合作用下的性能差異性。

３.２ 高強硅鋼材料

目前，新能源汽車占有量在國內呈現爆發式增長，各車企致力于把驅動電機的性能做到行業最前沿。功率密度的提升，可以在輸出功率需求不變的情況下實現電機尺寸有效縮小，或相同空間尺寸限制下，可提供更大的輸出功率。提高轉速是實現電機功率密度提升的重要方式，而轉速的提升將對轉子的材料及拓撲設計提出更嚴苛的考驗，轉子的“強度”將成為制約電機轉速提升的重要因素。

高強硅鋼是應對轉子高轉速下離心力的首選材料，是普通無取向硅鋼通過固溶強化、細晶強化、位錯強化、析出強化等手段制成的電工鋼，其屈服強度比普通硅鋼更高。圖７為某鋼廠０.３５ｍｍ厚度普通硅鋼和０.３５ｍｍ厚度高強硅鋼的應力－應變曲線，可以看出，普通硅鋼的屈服強度范圍為４００～４８０ＭＰａ，而高強度硅鋼的屈服強度可超過６００ＭＰａ。圖８為當轉速為１００００ｒ／ｍｉｎ時電機轉子應力分布，此時轉子受到最大應力值為４１７.３６ＭＰａ，使用普通硅鋼將導致轉子變形進而發生“掃膛”，造成電機故障。在不改變轉子結構情況下，直接采用高強硅鋼可以使電機轉速提高１７.２％，并確保電機安全可靠運行。隨著驅動電機轉速越來越高，轉子受到的離心力也不斷增大，因此，研究高強硅鋼應用技術對驅動電機高速化發展具有重要意義。

然而無取向硅鋼的鐵心損耗、磁感強度是相互制約的，提高材料的強度可能會影響材料的磁感強度和鐵心損耗值。為了推動高強硅鋼的應用，本團隊對相同厚度的普通硅鋼和高強硅鋼進行了研究，以協調磁性能與強度的矛盾。圖９為普通硅鋼和高強硅鋼磁化曲線，高強硅鋼材料的飽和磁感略低于同厚度的傳統無取向硅鋼材料。在鐵心損耗方面，相同磁場條件下，高強硅鋼的鐵心損耗比普通硅鋼更大，而且隨著頻率的升高，高強硅鋼鐵心損耗增加更加明顯，普通硅鋼和高強硅鋼損耗特性曲線如圖１０所示。出現這種差異的原因是高強硅鋼晶粒尺寸比普通硅鋼小。細晶強化是比較常見的強化方法，通過晶粒的細化來提升金屬材料的屈服強度。在無取向硅鋼中，ＷＡＮＧ等［１２］對硅質量分數為３.２％的高強硅鋼進行研究后發現，當晶粒尺寸為４２μｍ時，細晶強化對產品的屈服強度產生的增量約為８５ＭＰａ，但同時也會引起鐵心損耗的升高。細晶強化導致硅鋼鐵心損耗升高的主要原因是在磁化過程中存在晶界等阻礙磁疇壁遷移的因素［１３－１４］。

截至目前，致力于高強硅鋼制備的ＪＦＥ和新日鐵公司已公布部分商業產品，其性能如圖１１、１２所示。高速電機用高強硅鋼的厚度普遍在０.３５～０.５ｍｍ之間。考慮到電機高效率的需求，０.５ｍｍ高強硅鋼已逐步淘汰，類如３５ＪＮＥ-Ｓ、３５ＨＳＴ５７０Ｙ等兼容高屈服強度及低鐵心損耗等性能的高牌號無取向高強硅鋼已經成為研發的主要目標［１５－１７］。針對下一代２００００ｒ／ｍｉｎ以上的高速驅動電機，轉子絕大多數會應用超高強高效電工鋼，并主要依賴類似２０ＨＳＴ５７０Ｙ等超級牌號進行研發。在當前的電工鋼市場中，傳統的薄規格高牌號無取向硅鋼產品典型屈服強度為４００～４８０ＭＰａ，典型抗拉強度為５７０～６５０ＭＰａ，已不能滿足部分新能源汽車驅動電機轉子較高轉速的要求。

近年來也有很多學者對高強硅鋼電機的設計優化及性能表現進行了研究，例如，ＬＩＵ等［１８］研究了應用高強硅鋼的內置式永磁電機，分析了高強硅鋼的應用優勢和限制。為了減小表貼式高速電機轉子護套損耗，德國學者提出了一種非晶內置式轉子結構的超高速電機［１９］，利用非晶的高機械強度和低損耗，使電機達到高功率密度和高效率。２０２０年，該學者繼續將高強硅鋼作為電機迭代更新的突破口，制作了１臺功率達１５.７ｋＷ、峰值轉速達１２５０００ｒ／ｍｉｎ的樣機［２０］，驗證了高強硅鋼同樣是具有高屈服強度的硅鋼。此外，新日鐵的工程師將高強硅鋼和普通硅鋼分別應用到轉子鐵心中［２１］，對比內置永磁同步電機在不同隔磁橋寬度下的轉矩特性和效率，盡管應用了高強硅鋼的鐵心損耗比傳統硅鋼高得多，但電機的效率略有下降。國內學者２０２０年應用高強硅鋼制作內置式永磁同步電機，分析了高強硅鋼替代傳統硅鋼的優點與局限性［１８］。２０２１年，本團隊采用０.３５ｍｍ厚度的高強硅鋼進行了高速電機的研制［２２］，證明了使用高強硅鋼可以減小轉子隔磁橋的寬度，提高電機的轉矩密度。２０２２年，本團隊以寶鋼的高強硅鋼為研究對象，繼續深入探究其在變溫度、變應力、變頻率下的磁特性以及力學特性［２３－２４］。研究結果表明，對多物理場下的材料特性進行優化可以提高電機設計的精確性。２０２３年小米汽車科技有限公司發布２０２５年將批量生產２７２００ｒ／ｍｉｎ高速電機，其轉子也將采用９６０ＭＰａ超高強度硅鋼應對離心力問題。

與極薄硅鋼相同，高強硅鋼也是由普通硅鋼衍生而來，并且主要針對驅動電機高速化所引起的離心力問題。高強硅鋼制作高速轉子簡便，不需要額外工藝，是軟磁材料在高速電機中應用的發展趨勢之一。但是也存在一些問題，包括模具壽命、成本和磁性能兼顧等，例如當硅鋼強度提高到８００ＭＰａ以上時，其鐵心損耗會成倍增加。

３.３ 取向硅鋼材料

取向硅鋼材料相比于無取向硅鋼具有明顯的高斯結構，其易磁化的＜００１＞軸與軋制方向平行。無取向硅鋼晶粒隨機分布，因此，取向硅鋼在軋制方向的磁性能優于無取向硅鋼。但取向硅鋼制造要求比無取向硅鋼高，其硅含量高于無取向硅鋼，而碳含量低于無取向硅鋼。取向硅鋼易磁化方向為平行于軋向的＜００１＞方向，偏離該方向后磁性能會逐漸變差。取向硅鋼主要分為兩類，即普通取向硅鋼和高磁感取向硅鋼，兩者主要差別在于磁感性能，其中，普通取向硅鋼的飽和磁通密度在１.８２Ｔ以上，高磁感取向硅鋼的飽和磁通密度在１.８８Ｔ以上。

本團隊在１００００Ａ／ｍ、４００Ｈｚ條件下，對取向硅鋼和無取向硅鋼不同方向磁感進行了對比，結果如圖１３所示。可以看出，沿軋制方向磁化時，取向硅鋼材料的磁通密度最高，說明其磁導率高磁場放大能力強。但隨著磁化方向逐漸偏離軋制方向，其磁通密度幅值不斷下降。當磁化方向與材料軋制方向大于４０°時，取向硅鋼的飽和磁通密度低于無取向硅鋼。因此，將取向硅鋼材料應用到電機時，還需要電機設計人員充分考慮電機中磁場通過取向硅鋼的方向。取向硅鋼沿軋制方向的損耗特性曲線（Ｂ-Ｐ曲線）如圖１４所示，在不同頻率下，取向硅鋼的鐵心損耗均小于無取向硅鋼，而且隨著頻率的增加，取向硅鋼低損耗優勢更加明顯，這有利于降低電機損耗，提高電機效率。

取向硅鋼由于各向異性，被廣泛應用于變壓器、互感器和大型電機等磁路單一的電工裝備中，近幾年隨著對驅動電機性能要求的提高，取向硅鋼在驅動電機中的應用也逐漸發展起來［２５－２８］。

在軸向磁通電機中，ＴＡＬＥＢＩ等和ＭＡ［２９－３０］設計了一款軸向磁通無軛模塊化電樞（ＹＡＳＡ）的輪轂電機。為了提高齒部磁通密度，定子使用了取向硅鋼來實現高轉矩密度、高效率以及低速大轉矩，效果顯著。為了緩解過載運行時鐵心損耗過高的問題，ＷＡＮＧ等和ＭＡ等［３１－３２］應用取向硅鋼設計軸向磁通開關永磁電機（ＡＬＦＳＰＭＭ），并利用其在軋制方向上優良的磁性能來改善其轉矩特性，但出現裝配困難的問題；ＧＥＮＧ等［３３］以無軛軸向磁通電機為研究對象，利用取向硅鋼的各向異性能提高電機性能，其輸出轉矩提高３％，鐵心損耗減小１０％。在其他磁阻電機中，同樣利用取向硅鋼沿軋制方向的高磁導率與磁阻電機轉矩相匹配特點，通過對定子齒部進行拼接提升峰值轉矩和恒轉矩范圍［２７］。部分取向硅鋼在軸向磁通電機中的應用研究如圖１５所示。

徑向電機也逐漸青睞取向硅鋼，并采用獨特的拼接方法將其應用到定子齒部。ＭＡＬＬＡＲＤ等［３４］針對定子采用拼接分層設計，每層分割為６段，相鄰層軋制方向不同，層間錯位疊片、磁場分布以及電機短路實驗表明電機總體損耗下降，但新電機仍需要重新優化設計。ＯＺＤＩＮＣＥＲ等和ＳＯＮ等［３５－３６］將取向硅鋼應用到定子鐵心中，通過采用５種不同的電機拓撲結構與樣機進行對比。仿真結果表明，采用取向硅鋼后電機反電動勢失真率下降０.６％，輸出轉矩提高２.３％，損耗可降低５４.２％，在同等輸出轉矩下實現了輕量化；在分數槽集中繞組電機中，研究學者使用分段取向硅鋼定子結構，提供一種較為精準建模方式分析轉矩提升的本質原因。通過二維有限元仿真與原型機進行比較發現：相同峰值電流下的電磁轉矩提高４％，轉矩波動從１.６％降低到０.６％。從磁路參數變化方面來說，拼接產生的寄生氣隙對電機磁路影響較大，目前研究仍停留在仿真階段［３７－３９］。ＧＡＯ等和ＰＥＩ等［４０－４１］將混合鋼拼接方法應用到牽引電機中，并將取向硅鋼與無取向硅鋼在電機中的性能進行對比分析得知，采用取向硅鋼拼接式定子鐵心最大輸出轉矩可達１９５Ｎ·ｍ（提升４.３％），額定效率提升２.７％，峰值效率可提升１.５％。同樣ＰＥＩ等［４２］基于金相實驗觀察到取向硅鋼晶粒的特點，驗證了取向硅鋼拼接電機的良好性能。

隨著研究的逐漸深入，ＨＵ等［４３］開始研究齒軛拼接方法中兩者拼接形狀對于電機性能的影響，并得出圓形拼接是一種優選方案的結論，電機鐵心損耗降低３６.５％。ＲＥＢＨＡＯＵＩ等［４４］采用獨特的愛潑斯坦測量結構對定子鐵心中損耗進行分離計算，進一步研究不同拼接形狀、拼接角度以及齒嵌入軛部深度對于整機性能的影響。結果表明，使用拼接齒可顯著提高重載下的轉矩，但如何在有限元方法中建立準確的材料模型仍需進一步研究。部分取向硅鋼在徑向磁通電機中的應用研究如圖１６所示。

對于取向硅鋼在電機中的應用技術，本團隊已經研發多臺取向硅鋼電機并制作樣機，驗證了實際條件下取向硅鋼對電機性能的影響，部分樣機制作過程如圖１７所示。在有限元仿真中可以發現，當齒部采用取向硅鋼后磁通密度會顯著增強，并且鐵心損耗會明顯降低，仿真結果如圖１８所示。主要原因是電機齒部磁場方向單一，當使用取向硅鋼代替無取向硅鋼后，軋制方向與磁通流動方向相同。取向硅鋼高飽和磁通密度、高磁導率和低損耗的優勢將會最大程度地發揮出來。根據電機理論可知，電磁轉矩與電負荷和磁負荷成正比，在電負荷相同情況下，取向硅鋼高磁導率和高飽和磁通增強了齒部磁負荷，進而將會提高電機的轉矩密度和功率密度，并且這種優勢在高負載時更明顯。

在實際電機測試時，控制２臺電機轉矩和輸出功率相同，寬轉速范圍內２臺電機性能對比結果如圖１９所示。可以看到取向硅鋼電機的電流幅值更低，說明需要相同轉矩時，取向硅鋼電機電負荷更小，不僅電機的鐵心損耗會因為取向硅鋼降低，銅耗也會因為電流的下降而減少，因此取向硅鋼電機的效率被提高。如果控制２臺電機的電流相同，取向硅鋼電機將會產生更高的轉矩。

與極薄軟磁和高強硅鋼是普通無取向硅鋼的衍生不同，取向硅鋼與驅動電機的結合是一種新應用。此外取向硅鋼產業體系成熟，在電機中直接應用即可有效實現電機性能的突破，因此具有行業顛覆性意義。然而在產業化過程中，取向硅鋼驅動電機也存在一些問題，包括拼接引起的寄生氣隙對電機性能的影響，各向磁異性的避免與利用和批量化生產工藝等。

３.４ 非晶合金材料

與硅鋼相比，非晶合金作為一種新軟磁材料，憑借其高磁導率、低矯頑力和低損耗等優異的軟磁特性受到國內外學者的廣泛關注，并被稱為２１世紀綠色節能材料［４５］。此外非晶合金材料以其極薄厚度（小于０.０５ｍｍ）和較高電阻率的特性可以充分抑制鐵心中的渦流損耗，且其非晶態結構使磁滯損耗也較低。因此非晶合金的鐵心損耗遠小于傳統無取向硅鋼，將其應用于電機中可以大幅度降低電機的鐵心損耗，提高電機的效率。非晶合金與驅動電機常用的０.３ｍｍ厚度硅鋼的鐵心損耗對比如圖２０所示，２種材料的鐵心損耗均隨著頻率的提高而增加。但即使在２０００Ｈｚ磁場頻率下，非晶鐵心損耗依舊非常低，甚至低于常用硅鋼在４００Ｈｚ磁場頻率下的鐵心損耗，可見僅更換電機鐵心材料，就可以實現超高效率的電機性能。

前文已經提到電機的轉矩與電負荷和磁負荷成正比，當材料的飽和磁通密度低時會嚴重限制轉矩。非晶合金材料的缺點是其飽和磁通密度僅有１.６０Ｔ左右，工作磁通密度一般小于１.５Ｔ，普遍低于傳統硅鋼材料，兩者對比曲線如圖２１所示。但是隨著驅動電機的轉速越來越高，即使非晶材料轉矩較低，也可以實現高功率輸出，具有代表意義的是廣汽埃安２０２３年發布的１款“納米晶－非晶”超高效電機，功率密度可達１２ｋＷ／ｋｇ。

非晶合金電機在產業化中比較少見，但是在學術界被廣泛研究。ＩＳＭＡＧＩＬＯＶ等［４６］研發了１臺高速永磁發電機，其定子鐵心由非晶合金制成，該電機工作轉速為３００００ｒ／ｍｉｎ以上，該電機的實測結果表明，與傳統硅鋼材料相比，非晶合金可使定子中的鐵心損耗降低８０％以上。２０１０年日本的日立公司制作了１臺額定功率為２００Ｗ、額定轉速為３０００ｒ／ｍｉｎ的非晶合金軸向磁通永磁同步電機，該電機的定子采用卷繞法制作，因此在很大程度避免了加工工藝對非晶合金磁性能造成的不利影響［４７］。僅僅１年后日立公司又開發了１種額定功率為４００Ｗ、額定轉速為１５０００ｒ／ｍｉｎ的非晶合金無槽軸向磁通電機，使得效率進一步得到提升［４８］。ＩＮＯＵＥ等［４９］設計了１款合金內置式永磁同步電機并對其展開研究，分別將非晶合金和傳統硅鋼材料的磁性能數據代入有限元仿真軟件后對仿真結果進行分析，結果表明，相比于傳統硅鋼電機，非晶合金電機鐵心損耗可以降低６０％以上。ＯＫＡＭＯＴＯ等［５０］采用非晶合金材料代替傳統硅鋼材料制作了１款永磁同步電機的定子鐵心，并使用有限元軟件對電機模型進行了鐵心損耗仿真，結果表明電機鐵心損耗被降低一半以上，并且制作了樣機進行實測，驗證了非晶永磁同步電機的性能和可行性。宋軒等［５１］制作了２臺相同結構的非晶合金電機和硅鋼電機，發現使用非晶合金電機雖然可以降低鐵心損耗，但是會加大繞組銅耗，經過結構優化，最終將非晶合金拓展到中低頻電機領域中。佟文明等［５２－５４］研究了加工工藝、供電方式對非晶合金電機損耗和溫升的影響，取得了很多成果。ＯＵ等［２２］將非晶合金與６.５％Ｓｉ應用于１臺轉速為１２５０００ｒ／ｍｉｎ的內置式永磁同步電機進行對比分析，發現非晶合金性能易受加工的影響，當疊片系數為０.９３４時，其鐵心損耗為非晶帶材的４.６倍，多層黏接的非晶合金會降低其機械性能，例如２０層黏接帶材的強度僅為單片強度的４０％。此外，與普通硅鋼不同，非晶合金磁致伸縮系數很大，將非晶合金應用于電機時磁致伸縮振動噪聲遠超普通硅鋼，因此研究非晶合金電機的振動噪聲必須考慮非晶合金的磁致伸縮效應［５５－５６］。

本團隊也曾對非晶合金材料在電機中的應用技術進行了研究，對比分析了定子鐵心分別應用于非晶材料和傳統硅鋼材料的驅動電機性能。團隊以一款３００００ｒ／ｍｉｎ電機為參考，在相同設計方案下應用非晶合金材料后，電機最高效率可達９７.５２％，相比于傳統硅鋼材料電機，其最高效率提升了１.８２％，高效區面積（效率大于９５％的區域）增加了１４０％。非晶合金電機的制作過程如圖２２所示。

面對驅動電機的高速化問題，非晶合金是解決高頻損耗，獲得高效節能電機的有效手段。非晶合金是非硅鋼類的新型軟磁材料，其產業化應用目前得到了眾多車企的關注。由于非晶合金具有超薄的特點，沖壓和鐵心成型工藝成為首要矛盾點，其次加工后非晶合金的鐵心損耗劣化嚴重，因此退火工藝也成為新能源車企攻關的重點。

４ 結 論

節能減排，完成“雙碳”目標是我國重大戰略目標，而交通電氣化，大力發展新能源汽車可以加快這個過程。本文從新能源汽車用驅動電機的發展趨勢出發，總結了近二十年驅動電機的發展方向，并簡述了驅動電機不同運行工況對軟磁材料的性能需求。面對驅動電機高速、高效、高功率密度的發展趨勢，現有軟磁材料的發展和新材料的應用勢必成為電機突破性能瓶頸和技術創新的重要途徑。針對新能源汽車驅動電機的發展趨勢和軟磁材料的應用現狀，本文得出的主要結論如下：

１）新能源車用驅動電機發展是以高轉速方式來實現更高的轉矩密度和功率密度；高速化引起的鐵心損耗是實現高效率電機需要解決的問題，解決高速轉子帶來的離心力是實現高可靠電機的重要保證。

２）驅動電機的發展要求軟磁材料向高強度、低鐵心損耗及高飽和磁通密度等更高磁性能發展；極薄硅鋼、高強硅鋼、取向硅鋼和非晶合金有希望成為未來驅動電機的鐵心材料。

３）驅動電機的創新需要以軟磁材料為代表的新材料在驅動系統中的應用和特異化設計來引領；解決電機與材料的多物理場共性問題是高性能電機設計和精準預測的前提。

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［３３］ＧＥＮＧＷ，ＨＯＵＪ，ＬＩＱ．Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆａｘｉａｌｆｌｕｘｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｗｉｔｈｙｏｋｅｌｅｓｓｓｔａｔｏｒｂｙｕｓｉｎｇｇｒａｉｎｏｒｉｅｎｔｅｄｓｉｌｉｃｏｎｓｔｅｅｌ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ，２０２１，５８（２）：１－５．

［３４］ＭＡＬＬＡＲＤＶ，ＤＥＭＩＡＮＣ，ＢＲＵＤＮＹＪＦ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｕｓｅｏｆｓｅｇｍｅｎｔｅｄｓｈｉｆｔｅｄｇｒａｉｎｏｒｉｅｎｔｅｄｓｈｅｅｔｓｉｎｍａｇｎｅｔｉｃｃｉｒｃｕｉｔｓｏｆｓｍａｌｌＡＣ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓ［Ｊ］．ＯｐｅｎＰｈｙｓｉｃｓ，２０１９，１７（１）：６１７－６２２．

［３５］ＯＺＤＩＮＣＥＲＢ，ＡＹＤＩＮ Ｍ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｒａｄｉａｌｆｌｕｘｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓｗｉｔｈｎｏｎｏｒｉｅｎｔｅｄａｎｄｇｒａｉｎｏｒｉｅｎｔｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｔｅｅｌｆｏｒｓｅｒｖｏａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ，２０２１，５８（２）：２５－２８．

［３６］ＳＯＮＪＣ，ＬＩＭ ＤＫ．Ｎｏｖｅｌｓｔａｔｏｒｃｏｒｅｏｆｔｈｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔａｓｓｉｓｔｅｄｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｌｕｃｔａｎｃｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｆｏｒｅｌｅｃｔｒｉｃｂｉｃｙｃｌｅｔｒａｃｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｕｓｉｎｇｇｒａｉｎｏｒｉｅｎｔｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｔｅｅｌ［Ｃ］／／２０２１２４ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＭａｃｈｉｎｅｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ（ＩＣＥＭＳ）．Ｇｙｅｏｎｇｊｕ，Ｋｏｒｅａ：ＩＥＥＥ，２０２１： １２１５－１２１８．

［３７］ＭＡＬＬＡＲＤＶ，ＰＡＴＥＮＴ Ｇ，ＤＥＭＩＡＮ Ｃ，ｅｔａｌ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｓｂｙｔｈｅｕｓｅｏｆｇｒａｉｎｏｒｉｅｎｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｄｉｅｃａｓｔｉｎｇｃｏｐｐｅｒｓｑｕｉｒｒｅｌｃａｇｅｉｎｔｈｅｒｏｔｏｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１８，５５（２）： １２８０－１２８９．

［３８］ＭＵＮＴＥＡＮＵＡ，ＮＡＳＴＡＳＩ，ＳＩＭＩＯＮＡ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｆｒａｃｔｉｏｎａｌｓｌｏｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｗｏｕｎｄｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅ ｗｉｔｈｇｒａｉｎｏｒｉｅｎｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｅｅｌｆｏｒｓｔａｔｏｒｌａｍｉｎａｔｉｏｎｓ［Ｃ］／／２０２１ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔｅｍｓ（ＳＩＥＬＭＥＮ）．Ｉａｓｉ，Ｒｏｍａｎｉａ：ＩＥＥＥ，２０２１：３４９－３５２．

［３９］ＨＡＹＳＬＥＴＴＳ，ＳＴＲＳＮＧＡＳＥ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｓｃｕｌｐｔｅｄｒｏｔｏｒｉｎｔｅｒｉｏｒｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍａｃｈｉｎｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｉｅｓ，２０２１，１４（１６）：５１０９－５１１７．

［４０］ＧＡＯＬ，ＺＥＮＧ Ｌ，ＹＡＮＧ Ｊ，ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒａｉｎｏｒｉｅｎｔｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｔｅｅｌｕｓｅｄｉｎｓｕｐｅｒｈｉｇｈｓｐｅｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓ［Ｊ］．ＡＩＰＡｄｖａｎｃｅｓ，２０２０， １０（１）：１２７－１３８．

［４１］ＰＥＩＲ，ＺＥＮＧＬ，ＬＩＳ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｉｅｓｏｎｇｒａｉｎｏｒｉｅｎｔｅｄｓｉｌｉｃｏｎ ｓｔｅｅｌｕｓｅｄ ｉｎ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓ［Ｃ］／／２０１７２０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ（ＩＣＥＭＳ）．Ｓｙｄｎｅｙ，Ａｕｓｔｒａｌｉａ：ＩＥＥＥ，２０１７：１－５．

［４２］ＰＥＩＲ，ＸＵＪ，ＧＡＯＬ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｉｅｓｏｆｍａｇｎｅｔｉｃａｎｄｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｒｏｎｃｏｒｅｕｎｄｅｒｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｆｏｒｔｒａｃｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓ［Ｊ］．ＡＩＰＡｄｖａｎｃｅｓ，２０２０，１０（３）：１０７－１１４．

［４３］ＨＵＡ，ＺＨＡＮＧＸ，ＷＡＮＧＬ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｎｅｗｄｅｓｉｇｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔａｔｏｒｔｏｏｔｈｓｐｌｉｃｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｓｉｎｇａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｔｅｅｌｉｎａｎｅｌｅｃｔｒｉｃｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅ［Ｃ］／／２０２２ＩＥＥＥ５ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｎｅｒｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＣＩＥＥＣ）．Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ： ＩＥＥＥ，２０２２：４３４１－４３４６．

［４４］ＲＥＢＨＡＯＵＩＡ，ＲＡＮＤＩＳＡ，ＤＥＭＩＡＮＣ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｌｕｘｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｉｒｏｎｌｏｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｉｎｓｅｇｍｅｎｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｃｉｒｃｕｉｔｓｍａｄｅｗｉｔｈｍｉｘｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｔｅｅｌｇｒａｄｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ，２０２１，５８（８）：１－１１．

［４５］韓燁，朱勝利，井上明久．鐵基軟磁非晶合金和塊狀金屬玻璃的研究進展［Ｊ］．功能材料，２０１６，４７（３）： ３０２７－３０３２．

（ＨＡＮＹ，ＺＨＵＳＬ，ＩＮＯＵＲＥＡ．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＦｅｂａｓｅｄｓｏｆｔｍａｇｎｅｔｉｃａｍｏｒｐｈｏｕｓａｎｄｂｕｌｋｍｅｔａｌｌｉｃｇｌａｓｓｙａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ， ２０１６，４７（３）：３０２７－３０３２．）

［４６］ＩＳＭＡＧＩＬＯＶＦＲ，ＰＡＰＩＮＩＬ，ＶＡＶＩＬＯＶＶＥ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｈｉｇｈｓｐｅｅｄｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｇｅｎｅｒａｔｏｒｗｉｔｈａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｒｅｆｏｒａｅｒｏｓｐａｃｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１９，６７（３）：１７５０－１７５８．

［４７］ＷＡＮＧＺ，ＥＮＯＭＯＴＯＹ，ＩＴＯＭ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍｏｔｏｒｕｔｉｌｉｚｉｎｇａｍｏｒｐｈｏｕｓｗｏｕｎｄｃｏｒｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ， ２０１０，４７（２）：５７０－５７３．

［４８］ＷＡＮＧＺ，ＥＮＯＭＯＴＯＹ，ＭＡＳＡＫＩＲ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｈｉｇｈｓｐｅｅｄｍｏｔｏｒｕｓｉｎｇａｍｏｒｐｈｏｕｓｍｅｔａｌｃｏｒｅｓ［Ｃ］／／８ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥＣＣＥＡｓｉａ．Ｊｅｊｕ，Ｋｏｒｅａ：ＩＥＥＥ，２０１１：１９４０－１９４５．

［４９］ＩＮＯＵＥＭ，ＯＤＡＷＡＲＡ Ｓ，ＦＵＪＩＳＡＫＩＫ．ＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｏｆｔｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌａｐｐｌｉｅｄｔｏＩＰＭＳＭ ｅｖａｌｕａｔｅｄｂｙＦＥＭ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ［Ｃ］／／２０１６１９ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＩＣＥＭＳ）．Ｃｈｉｂａ，Ｊａｐａｎ：ＩＥＥＥ，２０１６：１－５．

［５０］ＯＫＡＭＯＴＯＳ，ＤＥＮＩＳＮ，ＫＡＴＯ Ｙ，ｅｔａｌ．Ｃｏｒｅｌｏｓｓｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｎｉｎｔｅｒｉｏｒｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｕｓｉｎｇａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｔａｔｏｒｃｏｒｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１６，５２（３）： ２２６１－２２６８．

［５１］宋軒，吳旭升，高嵬．非晶合金電機性能分析及銅耗優化［Ｊ］．電氣工程學報，２０２４，１９（１）：１５９－１６８．

（ＳＯＮＧＹＸ，ＷＵＸＳ，ＧＡＯＷ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｐｐｅｒｌｏｓｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｍｏｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２４，１９（１）：１５９－１６８．）

［５２］佟文明，朱曉鋒，朱龍飛，等．不同供電方式對非晶合金永磁同步電機鐵耗的影響［Ｊ］．電工技術學報， ２０１５，３０（１０）：１１５－１２２．

（ＴＯＮＧＷ Ｍ，ＺＨＵＸＦ，ＺＨＵＬＦ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｐｐｌｙｍｏｄｅｓｏｎｃｏｒｅｌｏｓｓｅｓｏｆａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１５， ３０（１０）：１１５－１２２．）

［５３］朱龍飛，朱建國，佟文明，等．非晶合金永磁同步電機空載損耗［Ｊ］．電機與控制學報，２０１５，１９（７）：２１－２６．

（ＺＨＵＬＦ，ＺＨＵ ＪＧ，ＴＯＮＧ Ｗ Ｍ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｎｏｌｏａｄｌｏｓｓｅｓｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｗｉｔｈａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｓｔａｔｏｒｃｏｒｅ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＭａｃｈｉｎｅｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１５，１９（７）：２１－２６．）

［５４］朱龍飛，朱建國，佟文明，等．過盈配合對非晶合金電機鐵耗影響的實驗研究［Ｊ］．電機與控制學報， ２０１６，２０（９）：４０－４５．

（ＺＨＵＬＦ，ＺＨＵＪＧ，ＴＯＮＧＷ Ｍ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｓｈｒｉｎｋｆｉｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｔｏｉｒｏｎｌｏｓｓｅｓｏｆａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｍｏｔｏｒ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＭａｃｈｉｎｅｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１６，２０（９）：４０－４５．）

［５５］ＣＨＥＮＰ，ＣＨＥＮＪ，ＬＩＡＯＹ，ｅｔａｌ．Ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｎｏｉｓｅｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ［Ｃ］／／２０１８２１ｓｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＭａｃｈｉｎｅｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ（ＩＣＥＭＳ）．Ｊｅｊｕ， Ｋｏｒｅａ：ＩＥＥＥ，２０１８：３１８－３２２．

［５６］ＷＵＳ，ＬＩＷ，ＴＯＮＧＷ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｍｅｔａｌＰＭＳＭｓａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｓｔｅｅｌＰＭＳＭｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＡｃｃｅｓｓ， ２０１９，７：６２６７２－６２６８０．

（責任編輯：景 勇 英文審校：尹淑英）

特邀專家 裴瑞琳，英國劍橋大學電機博士。２０１９年至今，擔任沈陽工業大學教授，博士生導師。國家“千人計劃”特聘專家、上海市優秀技術帶頭人、沈陽市高層次人才、遼寧省“興遼英才計劃”領軍人才，入選江蘇省雙創人才計劃、上海浦江人才計劃；從業電機領域２０年，１０余年大型國有企業工作經驗；作為主負責人，承擔國內外科研項目６０多項，累計科研經費４０００余萬元；作為主要參與人，參與國家“８６３”重大項目３項，國家自然科學基金重點項目１項；發表專業譯著一本———《電機用電工鋼》，擁有１６０余項專利，共發表１００余篇論文。致力于“新電磁材料應用于新電機”交叉學科研究。研究領域為高性能磁材料動態演變規律、服役條件下材料磁特性測試與表征技術及電磁材料在電機系統中的盡限應用理論。其團隊研究方向標新立異且注重工業應用，迄今團隊已完成７０余款高性能電機設計及制造，新技術已應用于中國中車、德國博世、航天科工、中車、一汽、蔚來汽車、吉利汽車、五菱汽車、鞍鋼、馬鋼、太鋼、新鋼、漣鋼等２０余家央企及知名跨國企業。目前已在蘇州研發中心建成從材料研究到電機研發和測試的４個實驗室１個加工中心。