毫不妥协的工程性能：如何最大限度地减少电动机中稀土的使用

永磁同步电机是高效电动驱动系统的核心，但其性能往往依赖于镝（Dy）和铽（Tb）等重稀土元素（HREs）。 这些材料有助于磁体在高温下保持磁力——但它们价格昂贵，开采过程存在环境问题，且受制于波动剧烈的供应链。“像钕（Nd）这样的轻稀土元素更为常见，供应也更稳定。因此，我们的目标是设计出完全不使用HREs的电机——同时不牺牲性能，”克诺尔解释道。

SEG Automotive 的方法基于创新的机械设计与先进的仿真能力的结合：

1.热管理
针对转子和定子（包括油导式空心轴）的高效油冷系统，可使磁体温度保持在临界阈值以下（例如＜120°C），从而能够使用无需添加HRE添加剂的磁材等级。

2. 故障模式鲁棒性
通过降低故障情景下可能产生的退磁电流，该团队将磁体遭受永久性损坏的风险降至最低——即使没有HRE强化措施也是如此。

3.磁通优化
降低所需的磁通密度，并通过增加电机长度（在安装空间允许的情况下）来弥补这一变化，有助于在使用更易获取的材料时保持扭矩输出。

所有这些都是通过由SEG Automotive自建的高性能计算集群驱动的精准仿真工作流实现的——从而确保结果既快速又可靠。

通过大量原型测试获得的验证结果有助于进一步完善这些模型。

基于仿真的创新

SEG Automotive 的一个关键差异化优势在于其采用了多目标优化（MOO）——这是一种基于仿真的方法，能够平衡扭矩、效率、热极限和成本等之间的权衡关系。通过迭代调整设计参数，团队能够针对特定应用对电机进行精细调校，同时将稀土含量控制在尽可能低的水平。

此外，SEG Automotive 还开发了专有模型，这些模型考虑了所谓脉冲宽度调制（PWM）引起的磁体损耗——这是进行准确热分析预测和磁体选型时的一项关键考量因素。