隨著電動汽車日益普及，電機(jī)作為關(guān)鍵部件也得到了更多的關(guān)注，而除了直流電機(jī)、無刷直流電機(jī)之外，開關(guān)磁阻電機(jī)（Switched Reluctance Motor，或SRM）受到的關(guān)注也在與日俱增。

事實(shí)上，開關(guān)磁阻電機(jī)的概念已經(jīng)有180年歷史。相較于其他類型電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、適于高速運(yùn)行，被很多人視為下一代電動汽車電機(jī)的有力競爭者。此外，對于稀土材料儲量不豐富的國家來說，開關(guān)磁阻電機(jī)是確保供應(yīng)鏈安全的重要選擇。因此，相比之下，海外企業(yè)在開關(guān)磁阻電機(jī)的研發(fā)進(jìn)度較快，比如美國Turntide公司和英國Advanced Electric Machines公司。

Turntide

美國Turntide公司成立于2003年，原名為Software Motor Company，旨在研發(fā)可以降低能源消耗和運(yùn)營成本的可持續(xù)突破性技術(shù)。

目前，Turntide提供全面的電氣化能力，為最關(guān)鍵的行業(yè)和商用車提供一站式的動力系統(tǒng)、智能、效率和控制，幫助實(shí)現(xiàn)全球凈零排放目標(biāo)。隨著進(jìn)一步為運(yùn)輸市場開發(fā)電機(jī)技術(shù)，該公司致力于使電動汽車不再需要稀土磁鐵。

Turntide獲得專利的智能電機(jī)系統(tǒng)圍繞開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能自動化和云端互聯(lián)，并且只有一個(gè)活動部件，即一個(gè)在可切換磁場中轉(zhuǎn)動的實(shí)心鋼轉(zhuǎn)子。 

圖片來源： Turntide

Turntide智能電機(jī)系統(tǒng)由三大部分組成：電機(jī)、控制器和云。給線圈通電，產(chǎn)生磁通拉動轉(zhuǎn)子，最終產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。從設(shè)計(jì)角度來看，該系統(tǒng)可適應(yīng)不同的速度，并優(yōu)化不同速度下的效率?？刂破魇请姍C(jī)的數(shù)字大腦，能精確地將電流切換到電機(jī)，每秒可達(dá)20,000次，以保持電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)。此外，控制器還可將電機(jī)連接到其他應(yīng)用程序或平臺。

Turntide智能電機(jī)系統(tǒng)收集并集成來自控制器、云和第三方系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器數(shù)據(jù)，以了解電機(jī)及其環(huán)境，并確定最佳電機(jī)轉(zhuǎn)速，最大限度地減少浪費(fèi)。在云端，可以查看有關(guān)電機(jī)運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)，從建筑物狀況、能源使用到維護(hù)警報(bào)。Turntide稱，其智能電機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)簡單的替代品，可以顯著降低能源使用。

去年6月，Turntide宣布成立Turntide Transport部門，專注于在商用交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能電機(jī)系統(tǒng)的現(xiàn)代化，通過結(jié)合自研技術(shù)和通過收購獲得的技術(shù)，Turntide Transport希望成為一站式動力系統(tǒng)平臺供應(yīng)商，包括電池組、電力電子產(chǎn)品、電機(jī)和互聯(lián)智能，加速客戶在電動化未來進(jìn)入市場的時(shí)間。

Turntide獲得了加拿大養(yǎng)老金計(jì)劃投資委員會（CPP）、比爾蓋茨創(chuàng)立的清潔技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)基金B(yǎng)reakthrough Energy Ventures、亞馬遜氣候承諾基金（Amazon Climate Pledge Fund）等的投資，并且開始將此技術(shù)應(yīng)用在建筑業(yè)領(lǐng)域，為亞馬遜、寶馬和Five Guys等公司在內(nèi)的客戶平均節(jié)省了64%的能源。而Turntide Transport也開始正式運(yùn)營，全球客戶包括阿斯頓馬丁、日立鐵路（Hitachi Rail）、JCB和大眾旗下MAN品牌。 

AEM

英國電機(jī)初創(chuàng)公司Advanced Electric Machines（AEM）是于2017年從紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的電機(jī)研究團(tuán)隊(duì)分離出來，由James Widmer擔(dān)任首席執(zhí)行官和Andy Steven擔(dān)任首席技術(shù)官。該公司曾宣布，其已研發(fā)出世界上最可持續(xù)的電動汽車電機(jī)。該公司的電機(jī)產(chǎn)品不含稀土磁體和銅繞組，在保證性能和效率的同時(shí)，不會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

該公司的產(chǎn)品主要包括兩個(gè)系列的開關(guān)磁阻電機(jī)：針對商用車的HDSRM系列，和針對乘用車的 SSRD 系列。其中，與領(lǐng)先的乘用車永磁電機(jī)相比， SSRD在減重35%的基礎(chǔ)上可以增加超過50%的動力。

HDSRM電機(jī)與大多數(shù)電動汽車傳動系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)電力電子設(shè)備一起運(yùn)行，而且該公司專利技術(shù)還確保運(yùn)行安靜，扭矩脈動最小。

據(jù)說，HDSRM電機(jī)的性能能夠媲美相同尺寸的領(lǐng)先永磁電機(jī)，同時(shí)提供更高的效率。該系列結(jié)構(gòu)兼顧，不會因?yàn)檫^熱而退磁。與其他技術(shù)相比，這些優(yōu)勢可以帶來更長的續(xù)航里程和更低的傳動系統(tǒng)成本。

AEM目前提供三種配置的HDSRM電機(jī)，并已向客戶交付產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)版重75公斤，液冷，可提供高達(dá)214kW的峰值功率和380Nm的峰值扭矩。第二個(gè)版本將扭矩增加到520Nm和峰值功率增加到166kW；第三款最小，重25公斤，峰值扭矩為100Nm，峰值功率為50kW。 

而這些模塊化電機(jī)可以擴(kuò)展到更高的功率和扭矩水平。另外，數(shù)個(gè)HDSRM電機(jī)可以組合，以提供更靈活的功率和扭矩能力以及更廣泛的峰值效率區(qū)域。該系列產(chǎn)品也可以與內(nèi)燃機(jī)配合使用，作為混合動力汽車的電機(jī)和發(fā)電機(jī)。AEM還開發(fā)了一款變速箱，可由多達(dá)3臺HDSRM電機(jī)驅(qū)動，最大扭矩輸出可達(dá)4,200Nm。 

SSRD；圖片來源：AEM

AEM表示，用于乘用車的SSRD電機(jī)的性能水平已經(jīng)達(dá)到了2035年的行業(yè)目標(biāo)。該系列產(chǎn)品的功率密度可高達(dá)每升29千瓦，比永磁電機(jī)高10倍以上；峰值功率可以從單電機(jī)的125kW到輕型電軸的600kW。與永磁電機(jī)相比，該系列產(chǎn)品的材料成本更低，具有成本效益。AEM表示，與目前的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動循環(huán)相比，其產(chǎn)品的效率可能提高10%，而且可回收性達(dá)到100%。 

重要的一點(diǎn)是，HDSRM和SSRD電機(jī)不再需要釹和鏑等對環(huán)境有重大影響的稀土材料，并且可以在一定程度上避免供應(yīng)鏈安全問題。

除此之外，傳統(tǒng)永磁電機(jī)也需要銅繞組。在電機(jī)壽命結(jié)束時(shí)，銅必須從電機(jī)中取出，然后再回收，而這是一個(gè)困難而昂貴的過程。AEM的電機(jī)僅由鋼和鋁制成，可以快速、經(jīng)濟(jì)、完全地回收。

2021年4月，AEM表示其現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施可以規(guī)?；a(chǎn)12,000余臺電機(jī)，以滿足近期需求，希望未來將其產(chǎn)能提高到每年至少10萬臺。為了滿足長期需求，全球擴(kuò)張的工作也在進(jìn)行中。 

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