汽車在市區道路行駛和高速公路行駛時,傳動裝置的動作頻率如果用橫坐標表示電機轉數(速度),縱坐標表示扭矩,那么在市區道路行駛為低扭矩、低轉數;在高速公路行駛時則為低扭矩、高轉數的動作頻率。為了提高實際行駛車輛的燃料利用率,在這些低扭矩的輕負荷區域,降低電機高速旋轉時的損耗很重要。
1)電工鋼板
電機的主要損耗有形成鐵芯的電工鋼板的鐵損、繞組發生銅損和裝在轉子上的磁鐵產生的渦流損耗等。在低轉數(低頻率)驅動區域,電機鐵芯的損耗是電工鋼板的鐵損小于繞組的銅損;而在高轉數(高頻率)驅動區域,是電工鋼板的鐵損大于繞組的銅損。在上述的實際行駛模式中,應該降低低負荷下從低轉速到高轉速的損失?紤]到繞組銅改質等技術開發,在目前狀況下以開發降低鐵損技術為主。隨著以更加輕量化和低成本化為目標的電機小型化,為獲得與現有電機同等輸出功率必須實現高轉速。即因為電機小型化、高轉速和鐵損增加相關聯,進一步降低電工鋼板鐵損技術非常重要。
2)磁鐵
從最初的普銳斯,豐田公司從小型化、輕量化、高效率、可靠性和成本等多方面表態,采用永磁鐵嵌入型電機。1982年由佐川等人發明的具有最大磁能積的Nd-Fe-B燒結磁鐵,釹磁鐵滿足了混合動力車驅動電機的要求?梢哉f,沒有釹磁鐵,就無法實現今天的普銳斯。
后來,通過各磁鐵廠家的技術開發,高性能釹磁鐵提高了混合動力車驅動電機的性能。為進一步普及混合動力車,為實現電機小型化,今后期待開發出具有高磁能積和高耐熱性的磁鐵。另外,近年來還進行了減少稀土類元素使用量的技術開發。為了提高釹磁鐵的耐熱性,添加稀土類元素之一的Dy(鏑)。以前,鏑作為Nd-Fe-B-Dy合金的燒結原料磁粉,但從近年的研究知道,鏑不作為主相,而是把鏑選擇性添加在品界中,可不降低磁通密度,又提高矯頑力。因此,各磁鐵廠家都在進行鏑晶界擴散技術開發。將NdFeB燒結后,將鏑擴散到其晶界的物質。該項技術開發可以通過添加少量的鏑就可望獲得所需的矯頑力。