為了減少電動(dòng)車(chē)中電機(jī)的軸向長(zhǎng)度，本田目前正在開(kāi)發(fā)一款橫向磁通電機(jī)(Transverse Flux motor)。在2013汽車(chē)工程師年會(huì)上，工程師對(duì)這款新型三維磁通電機(jī)原理進(jìn)行了闡述。
與傳統(tǒng)使用鐵芯定子和繞組線構(gòu)成的電機(jī)相比，這款橫向磁通電機(jī)由軟磁復(fù)合材料(soft magnetic composite，SMC)定子和線圈組成。這款電機(jī)總共只有5個(gè)部件，此外，它引發(fā)了新的技術(shù)話題，即如何進(jìn)一步提升電動(dòng)機(jī)效率以及矩形波形線圈的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)技術(shù)。
本田的IMA混合動(dòng)力系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)和無(wú)級(jí)變速箱之間安置了一個(gè)電機(jī)，由于電機(jī)的軸向長(zhǎng)度使動(dòng)力總成的寬度增加。為了使IMA混動(dòng)系統(tǒng)能夠在更多車(chē)輛架構(gòu)中方便搭載，需要縮短電機(jī)的軸向長(zhǎng)度，從而使動(dòng)力總成整體寬度縮短。
為了縮短電機(jī)軸向長(zhǎng)度，工程師決定從減少線圈末端長(zhǎng)度著手，提出了橫向磁通電機(jī)方案，由于線圈末端不直接提供扭矩，因此不會(huì)對(duì)電機(jī)性能造成影響。最初的橫向磁通電機(jī)原型采用的是內(nèi)部環(huán)形線圈。這項(xiàng)設(shè)計(jì)隨后被用來(lái)應(yīng)對(duì)磁性飽和短路現(xiàn)象。
凸極集中繞組電動(dòng)機(jī)的定子中，包含110個(gè)齒牙，橫向磁通電機(jī)通過(guò)三維定子磁芯以及兩個(gè)矩形波浪形成簡(jiǎn)單的定子結(jié)構(gòu)。
然而，由于軟磁性復(fù)合材料的鐵損特性，原始設(shè)計(jì)的電機(jī)效率相對(duì)較低，電磁效率僅為79.1%。另外，矩形線圈的制造工藝與圓形線圈也有所不同。工程師因此利用矩形波浪線圈作為一個(gè)折中的方案。
為了提升電機(jī)效率，工程師對(duì)軟磁性復(fù)合材料芯子的結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)條件參數(shù)進(jìn)行了研究，然后得到了減少磁性損失的方案，電機(jī)中的磁滯損耗和渦輪損耗帶來(lái)的磁性損失將得到抑制。
要減少磁滯損耗，首先需要降低鐵粉的矯頑力，矯頑力形成的主要因素是在壓縮過(guò)程中鐵粉的晶界以及壓實(shí)過(guò)程中鐵粉的張力所致。因此，他們?cè)噲D通過(guò)將鐵粉進(jìn)行退火處理增加鐵粉晶粒的體積，并通過(guò)增加壓實(shí)后熱處理的溫度防止鐵粉張力過(guò)高。
