超越发动机车的新一代EV 日产LEAF技术详解（二）

　　不过，这也受到了电池组成为底盘一部分的很大影响。电池组的外装由钢板制成，为了提高侧面冲撞时的安全性，在内部设置了横梁（图7）。“电池组不仅可保护电池单元免受来自外部的冲击，而且还具有提高车身整体强度的作用”（门田）。

图7：保护电池组的车身构造
为了在受到冲撞等冲击时也可防止电池组发生变形或破损，采用了与发动机车不同的车身构造。另外还通过在电池组内部设置横梁等措施，作为车身构造的一部分为提高耐冲击性做出了贡献。

　　为了保护柔软、强度低的层压型电池单元，日产除了电池单元本身之外，还在模块、电池组及车身上采取措施，以综合性手段确保了电池的冲撞安全性，而电池组也为提高车身的耐冲撞性做出了贡献。

通过分布绕组抑制振动

　　接下来说一下马达。日产为LEAF开发的是永久磁铁式同步马达，这是一款在转子内部插入多个强磁力钕铁硼（Nd-Fe-B）类烧结磁铁的IPM（Interior Permanent Magnet，内嵌永久磁铁式）马达（图8）。

图8：马达
开发了效率出色的EV专用IPM马达。最大输出功率为80kW（这时的转速为2730～9800rpm），最大扭矩为280N·m（这时的转速为0～2730rpm）。卷线方式采用分布绕组，减小了顿转扭矩，此外还为实现轻量化采用了铝合金机壳。为了放大扭矩，与减速比约为8的减速器连接。

　　IPM马达与其他马达相比效率高，并可实现小型轻量化。这些因素将对持续行驶距离带来影响。此外还具备“对控制的响应性出色，从而可实现顺畅行驶”（日产）的特点。虽然因使用钕磁铁而成本较高，但日产为了重视持续行驶距离和行驶性能，最终选择了IPM马达。

　　转子和定子均由层叠硅钢板构成。层叠厚度为200mm左右，直径为300mm左右。马达的重量包括铝（Al）合金机壳在内不到60kg。顺便提一下，逆变器的重量为15kg出头。

　　卷线的绕线方式采用分布绕组。虽然与集中绕组相比铜损略高，效率下降，但由于顿转扭矩（Cogging Torque）较小，因此具有可降低行驶时的振动的优点。日产与专业厂商共同开发了绕线机。

　　制造时最费力的是线圈端部（从定子两端露出的卷线部分）的处理。线圈端部需要压扁进行紧凑成型，但压扁方法不适的话可能会有损绝缘性，因此要加以注意。

　　该马达与减速比约为8的减速器连接，对马达扭矩进行放大。

最大效率达到95％

　　在最大效率方面，逆变器和马达合计高达95％，而且在市区实际行驶时的效率也很出色。比如，“US LA4模式下的平均效率达到90％左右”（日产）。

　　最大输出功率为80kW，该数值可基本认为是恒定输出功率。“锂离子充电电池的输出功率为90kW，因此将效率估计为90％，以大约80kW来转动马达”（日产）。

　　LEAF还设想作为出租车来使用，马达估计采用了可承受40万km行驶距离的设计。不过，嵌入逆变器的电子部件没有如此长的寿命。

　　冷却采用水冷方式，以冷却水的温度保持在60℃以下为标准来控制马达。比如，当马达内部快要达到使磁铁的磁力下降（退磁）的温度时，会通过降低输出功率来防止温度上升超过60℃。