2012人与车科技展：部件厂商全面致力于EV和HEV

　　今年的“人与车科技展”，参展企业为436家，与会人数达到7万1785人，不但超过了日本2011年举办的规模（参展企业377家、与会人数5万2308人），甚至还超过了2010年的规模（参展企业397家、与会人数7万947人）。展示内容尽管依然还是以电动化和电子化技术为多，但有助于实现轻量化的材料和加工技术以及机械要素部件的展出也很抢眼（图1）。

　　

　　图1：会场

　　三菱化学控股公司的展区。展示了采用该集团产品的概念车。

　　部件厂商全面致力于EV和HEV

　　三菱汽车公开了预定2012年度上市的插电式混合动力车（PHEV）将配备的“三菱插电式混合动力EV系统”的构造模型（图2）。配备车型为多功能运动车（SUV），据称其凭电池中蓄积的电力可行驶约50km。加满汽油、充满电时可连续行驶800km，其作为纯电动汽车（EV）和混合动力车（HEV）行驶的综合燃耗“插电式混合动力车燃料消耗率”的目标为60km/L。

　　

　　图2：三菱汽车展出的“三菱插电式混合动力EV系统”的构造模型

　　配备两个马达，前马达的输出功率为70kW，后马达的输出功率为60kW，均为永久磁铁型同步马达。

　　德国ZF展示了由马达、减速器、差动齿轮机构组成的EV驱动机构“EVD1（Electric Vehicle Drive 1）”。以采用了感应马达（该公司称之为非同步马达）为特征。EV马达目前的主流是同步马达，但在高转速领域，感应马达在效率方面会更有利。ZF公司的模拟结果显示，虽然在日本的“10·15模式”等条件下有部分例外，但在全球大多数模式，以及公司内部的实验模式下，感应马达都是有利的。因此该公司为EV选择了感应马达。但据称转速比EV马达低的HEV马达有可能会采用同步马达。

　　

　　图3：德国ZF公司展出的EV用驱动机构“EVD1”

　　马达的最高输出功率为连续30kW，最大90kW。减速器采用二级，一级为行星齿轮机构，二级为斜齿轮，马达与减速器之间没有密封。

　　日本爱思帝的子公司Dynax展出了配备轮内马达的小型EV（图4）。其以德国戴姆勒的“smart fortwo”为原型，用轮内马达驱动两个后轮。Dynax主要向欧洲汽车厂商等供应自动变速箱用离合器等产品。因EV时代变速箱的需求将会减少，所以该公司未雨绸缪，推进了轮内马达的研发。

　　

　　图4：Dynax展出配备轮内马达的小型EV

　　马达输出功率为5kW，配备容量为14.5kWh的锂离子充电电池，由此续航距离达到了200km左右。

　　该EV配备的马达最高输出功率为5kW。转子的磁铁虽采用铁氧体磁铁而非稀土类磁铁，但其作为轴向间隙（Axial Gap）型马达在转子两侧配置定子，从而提高了输出功率。马达由16极、18槽构成。马达的开发上，北海道大学决定了磁铁种类和构造，由Dynax负责实际的设计和组装。该马达采用行星齿轮机构，将转动速度减至1/5。

　　电装展出了功率元件采用SiC（碳化硅），输出功率密度高达60kW/L的逆变器，并公开了其性能参数等（图5）。该逆变器的体积为0.5L，60kW/L的输出密度是输出功率为30kW时的值。此时功率元件的温度为180 ℃左右。该逆变器还降低了电力损失，与采用Si制IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）的逆变器相比，电力损失可降低68％（30Arms时）。

　　

　　图5：电装展出的SiC逆变器

　　逆变器模块的晶体管采用沟道型SiC制MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor），二极管采用沟道型SiC制MOSFE内的体二极管。

　　优尼邦斯展示了将马达和齿轮箱一体化了的EV用驱动组件（图6）。因以一体化为前提设计马达和齿轮箱，从而省去了为从后方连接的部件和空间，据称将轴向尺寸缩小了约35％。

　　

　　图6：优尼邦斯展出马达和齿轮箱一体化的驱动组件

　　主要性能参数如下：马达最高输出功率为50kW，最大扭矩为180N·m，最高转速为9000rpm，减速比约为6。

　　该驱动组件组合了明电舍的驱动马达和优尼邦斯的齿轮箱。除了具有小型轻量化的优点之外，还有可用齿轮箱的润滑油来冷却驱动马达的绕组及铁心的好处。

　　另外，明电舍还开发出了体积比原产品大幅缩小的HEV和EV用马达和逆变器。例如，马达输出功率为50k～60kW的小型车用逆变器的体积只有4.6L。据展会的解说员介绍，“马达与逆变器的合计大小仅为原产品的2/3左右。仅逆变器的话，大小缩小了一半左右”。据称重量也减轻了两成以上。

　　

　　图7：明电舍展出的HEV/EV用逆变器

　　马达与逆变器的总尺寸缩小至该公司原产品的2/3左右，仅逆变器的话缩小了约一半。