[保时捷]浅析新能源汽车驱动电机( 二 ) |宝马|中型车|

转子：转子由铁心、磁钢、轴压装而成。

本文插图

图2 永磁同步电机构造
磁钢（NdFeB）：电机磁通由磁钢提供，对电机性能影响最大；钕铁硼磁体由粉末冶金法制成，是目前磁性能最高的磁性材料；优点是高抗退磁性、高性价比，其缺点是温度依赖性比较强，耐腐蚀性能比较弱，需适当涂层或电镀处理。
机座：由于电机功率大、体积小，因此发热量大，为便于散热，机座内含冷却水道。常见水道形式如下：
（1）轴向水道（Z字型）
冷却水道拐弯处180度的方向很容易造成较大的能量损失，需要提供较大的入口水压。
（2）周向水道（螺旋管型）
为了使得电机的进出口端温度产生温度梯度，形成温度差，一般会将冷却水的进水口和出水口设计在电机的左右两端。

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图3 机座冷却水道形式
冲片：汽车电机的转速范围宽，由于定子铁芯中磁通的变化率与电机的转速成正比，铁芯中磁场交变频率较高，而单位损耗与频率的1.3~1.5次方成比例。由于需保持高功率密度，铁芯中的磁通密度相同，电机高速电机的单位铁耗将剧増。为降低铁耗需采用低损耗的铁芯材料。
4 电机控制系统
电机驱动系统的主要特点及其功能介绍:
（1）作为电动汽车的三大核心部件之一，电机驱动系统是车辆行驶的主要执行机构，对车辆的主要性能指标起决定性作用，电机驱动系统直接影响车辆的舒适性、动力性和经济性。
（2）采用三相交流永磁电动机(DM)、电机控制器(MCU)可调整输出电流和电动机转速，电机和电机控制器采用水冷方式防止温度过高。
（3）整车控制器（VCU）要能够根据驾驶员的意图来发出各种操作指令，电机控制器完成响应并进行反馈，以便于实时调整驱动电机输出，实现整车的各项驱动功能。
电机控制器（MCU）主要功能如下：
1）怠速行驶（蠕行）
2）控制电机正转（前进）
3）控制电机反转（倒车）
4）能量回收（交流转换直流）
对驱动电机系统实时进行状态和故障检测并进行通信和保护以及故障反馈，是电机控制器的另一重要功能。
5 驱动电机发展趋势5.1 集成化
在电机方面：电机与发动机、变速器总成以及控制器等均可进行最大程度的集成。
在控制器方面：会推出越来越多的电力电子总成（控制器、功率器件、传感器、电源等），这也是未来批量化、通用化、模块化发展的趋势所在。
5.2 永磁化
采用矢量控制的驱动控制系统以便实现更加宽广的调速范围。永磁电机具有转矩密度和功率密度高、比功率较大、效率高、功率因数高、可靠性高和便于维护的优点。永磁化将成为电机发展的重要方向之一。
5.3 数字化
最大程度的使用软件来代替硬件部分，实现通讯、诊断、保护、监控等功能，控制系统数字化是电机驱动技术发展的必然趋势。
6 国内外驱动电机技术水平
整体来看，我国驱动电机取得较大进展，已经自主开发出满足各类新能源汽车需求的产品，部分主要性能指标已达到相同功率等级的国际先进水平。但是在峰值转速、功率密度及效率方面与国外仍存在一定的差距

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表3 国内外驱动电机企业的永磁同步电机参数比较
在技术指标方面，国内电机与国外电机相比尚存在以下几方面的差距：
① 峰值转速
峰值转速是驱动电机的重要指标，也是目前国内驱动电机较之国外电机差距最为明显的指标。国内绝大部分永磁同步电机的峰值转速在 10000 rpm 以下，而国外基本在10000 rpm 以上。

[保时捷]浅析新能源汽车驱动电机( 二 )

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