为紧凑车型而生，本田新款飞度混合动力电机技术介绍 / 四六文摘

来源 | 本田、2020年秋季汽车技术学术演讲会

来源 | 新能源汽车家园

本田第4代新款飞度(Fit)的混合动力车型采用了名为“e:HEV”的双电机混合动力系统，该系统在大多数日常驾驶场景中都使用电机行驶。

新款飞度搭载了原先用于中型车的双电机混合动力系统，电机线圈的绝缘涂层采用PI材料。通过提高磁路的转矩特性、取消铁芯铆扣、改变磁钢分割方向、改善电流控制方式等手段使电机损耗降低14%，从而实现小型化。

e:HEV系统简介

本田于 2013年发售的第3代

飞度(参数|图片)混合动力系统是单电机系统( i-DCD)，但 2020年2月上市的第4代新款飞度的混合动力车型采用的系统是由原先在

雅阁(参数|图片)、

Insight(参数|图片)等中型车上配套的双电机系统( i-MMD)升级而来(系统名称“e:HEV”)。

动力单元由 1.5L阿特金森循环 DOHC i-VTEC发动机与双电机混合动力系统相结合。包括附件在内，尺寸相对于原先用于中型车的双电机混合动力系统在横向和纵向都缩短了 20%以上。

发动机(左)与混合动力变速箱(右) / 内置于混合动力变速箱的驱动电机(左)和发电机(右)

e:HEV搭载一个发电机(Generator)和一个驱动电机(Traction motor)。驱动电机与驱动轴直接连接，负责驱动力的产生与制动时的能量回收，发电机则负责电池的充电以及为驱动电机供电。

e:HEV系统的驱动模式包含以下3种：

1. 电池带动驱动电机行驶的EV Drive模式。

2. 在发动机最高效率区域带动发电机，为电池充电，利用行驶用驱动电机行驶的Hybrid Drive模式。

3. 利用发动机动力行驶的Engine Drive模式。

e:HEV系统的驱动模式

驱动电机的升级

为了给紧凑车型搭载双电机混合动力系统，需要缩短横向宽度，缩小电机尺寸。同时，扭矩下降和热容量降低会导致温度上升，为了防止驾驶性能受限，需要在整体上降低损耗。另外，还要提高在纯电行驶时的NVH性能。

电机规格方面，与同样搭载 i-MMD双电机混合动力系统的 Accord Hybrid相比，最大输出功率从 135kW降低至80kW，最大扭矩从 315Nm减小至 253Nm。

驱动电机新旧设计对比

i-MMD电机及发电机定子的外径尺寸均为 268mm、线圈端高度均为 21mm，所以应该是同一制造工艺生产。

定子铁芯厚度从61.5mm降低至55.5mm，降低了约10%，在热容量下降的情况下为了确保扭矩，采取了如下对策。

1. 通过调整转子磁路的磁钢位置以及降低肋宽，提高转矩常数(同一电流下获得更大扭矩)。

2. 使用相对介电常数较低的绝缘涂层来减少电磁线的涂层厚度，从而增加导体截面积，降低铜损。

3. 取消定子叠片铆扣，以及通过改变转子磁钢的分割方向，从而减少涡流，降低高转速区域的损耗。

4. 除了传统PWM控制电机的方式以外，还采取单脉冲控制方式。并在共振频率带以外进行控制，兼顾了损耗降低和振动噪音。

驱动电机外观

磁路形状

新款飞度配套的 e:HEV系统的电机定子外径与双电机混合动力系统 i-MMD一致，但铁芯厚度、磁路形状不同。

为了在减小电流的同时确保扭矩，磁路设计通过调节磁铁位置并减小肋宽度，形成高扭矩特性，提高了转矩常数。

仔细观察新旧磁路(左下图)变化的话，会发现转子磁钢附近的空隙(磁通屏障)部分具有承受离心力的磁肋。

磁路形状的新旧比较 / 驱动用电机的扭矩与电流关系

转子高速旋转时，由于磁钢和接近外径的铁芯部分的离心力会增加，为了防止变形设置磁肋，虽然为了保证强度需要一定宽度，但由于会形成磁路，所以需要尽可能细。如果磁肋宽度变窄应力就会变大，但通过调整左右磁铁的安装角度与空气层构成的磁通屏障形状，可以兼顾转子轭部强度与性能。

本田的磁路设计中，通过将该宽度缩小0.2 mm，可减少磁通量短路，同时通过将磁铁移动至靠外径一侧，提高了磁通密度，从而提高转矩常数，减少4%的电流。

新型绕组绝缘薄膜

驱动电机、发电机的绕组涂层材料从原先的 PAI+PEEK变为带有气泡的PI(推测是住友电工 Wintec制造的聚酰亚胺空孔扁平线这种新型电磁线)。

定子绕组采用了横截面为矩形的扁线，提高了槽满率。为了扩大电磁线的导体截面积，有以下2种方法：

1. 减小薄膜厚度。

2. 减少定子齿宽，增加插槽宽度。

但减少齿宽会导致磁通密度饱和，从而降低输出扭矩，因此本田采取了减小薄膜厚度的方法来解决。

定子线圈部分横截面图 / 定子内径一侧(发电机)

e:HEV系统的电机搭载了升压变压器，使用电压570V高于172V的电池电压，这需要确保高电压绝缘。

高电压带来电磁线绕组间电位差变高，薄膜之间的空隙很可能就会产生局部放电，如果放电状态持续，薄膜会逐渐被腐蚀，最终可能造成绝缘破坏。

而且汽车考虑到高海拔(气压低)和高低温等环境影响，需要采取不会发生局部放电的绝缘设计。

绝缘薄膜的局部放电起始电压由薄膜的厚度与相对介电常数来决定，要降低薄膜厚度就需要降低相对介电常数。

e:HEV系统的电机开发中需要提高槽满率，降低损耗，而要扩大电机绕组导体截面积的6%需要减少18%的涂层厚度，也就是需要相对介电常数在2.7及以下的绝缘材料。

相对介电常数在2.7及以下的绝缘树脂一般采用聚乙烯( PE)和聚丙烯(PP)，但这两种材料耐热性较差，不适用于电机领域。因此，本田着眼于相对介电常数为1.0的气体，通过在耐热性较高的绝缘树脂中形成气泡，降低相对介电常数的方法开发了绝缘树脂。基础的绝缘树脂采用耐热性为250℃，相对介电常数也较低的聚酰亚胺(PI)，实现了2.7及以下(2.4)的相对介电常数。