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首发2024-07-09 15:25·南笙墨舞
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新能源汽车驱动电机的扁线方案：8层绕组电机方案最佳原创2021-11-04 06:58·电气技术扁线电机由于效率高、散热能力强且噪声、振动与声振粗糙度（NVH）好逐渐成为新能源汽车驱动电机的发展趋势随着驱动电机高速化的不断推进扁线电机绕组涡流损耗表现尤为显著影响电机效率的提升同时带来电机散热难的问题北京新能源汽车技术创新中心有限公司的研究人员马永志、杨良会在2021年第7期《电气技术》上撰文分析得知搭载8层绕组电机的整车续航里程略大8层绕组工艺复杂度较大但4层绕组高速绕组损耗过大温升超限值所以只能选择8层绕组电机方案驱动电机作为新能源汽车的动力来源其性能优劣直接决定了新能源汽车性能指标的高低随着新能源汽车动力性、经济性的不断提升驱动电机呈现出高速化、高功率密度、高效率的发展趋势电机绕组由圆线逐渐向扁线发展扁线电机有以下优点：①槽满率高、绕组端部短所以电阻小、铜耗小电机效率高；②体积小所以功率密度高；③由于扁线绕组特殊的结构特征具有更好的刚度整机也具备更好的刚度对噪声具有抑制作用；④导体之间接触面积大有利于散热对控制温升有利扁线电机在很多行业都有应用如大功率异步电动机、机车电机等这些电机工作频率较低用经验算法或基于等效电路的场计算方法基本能满足工程应用但随着新能源汽车电机工作频率的不断提高基于等效电路的场计算方法不能完全满足其要求而且扁线层数从2层逐渐增大到4层、6层、8层或更高需要的仿真计算精度大大提高只有精确仿真计算绕组损耗得到电机效率MAP图才能精确仿真计算新能源汽车的性能有研究者分析了电流谐波、槽口高度、导体尺寸和位置、并绕根数对绕组交流铜耗的影响通过优化设计槽口高度、扁线尺寸等会显著降低绕组交流铜耗有研究者仿真分析考虑趋肤效应影响的三种绕组设计方案的电机温升值其仿真结果表明合理地选取绕组线径和并绕根数可以有效抑制交流绕组的趋肤效应降低电机温升有研究者分析了邻近效应的磁场分析方法有研究者提出了一种分离趋肤效应和邻近效应的方法对新能源汽车来说电机效率的高低直接影响整车续航里程的大小所以研究不同层数扁线导体引起的电机效率高低变化及对整车续航的影响显得尤为重要在分析上述文献的基础上北京新能源汽车技术创新中心有限公司的研究人员进行新能源汽车驱动电机扁线方案设计1）首先进行了电机绕组交流损耗概述包括趋肤效应和邻近效应的基本原理、分析计算方法等在一款永磁同步电机模型上对4层绕组、8层绕组两种扁线方案进行仿真分析得出两种电机不同转速下的绕组损耗4层绕组的绕组损耗在2 400r/min以上超过8层绕组且损耗差距随着转速升高逐渐增大图1 4层绕组电机模型图2 8层绕组电机模型2）仿真分析两种电机效率MAP图8层绕组最高效率94.5%4层绕组最高效率93%8层绕组比4层绕组的高效区偏高速而且高效区占比较大；就平均效率而言8层绕组为89.8%4层绕组为87.9%8层绕组平均效率高了约2%图3 4层绕组电机效率MAP图图4 8层绕组电机效率MAP图3）应用Cruise软件搭建整车仿真模型分析计算续驶里程和电机平均效率两标准工况（NEDC、CLTC-P）下8层绕组电机续驶里程均比4层绕组电机略大；8层绕组的电机平均效率均比4层绕组大1%8层绕组工艺复杂度较大但由于4层绕组在高速时的绕组损耗过大电机散热困难温升会超限值所以综合考虑最终选择8层绕组电机方案图5 整车仿真模型本文编自2021年第7期《电气技术》论文标题为不同层数扁线电机及其搭载整车性能分析作者为马永志、杨良会
最后我想邀请你们每个人，在评论区分享一个你生命中的"怀远"。罢础可能是你的伴侣、你的朋友，或者仅仅是你在街头偶遇的一个陌生人。分享罢础如何用小小的温暖，照亮了你的世界。因为正是这些看似微不足道的故事，汇聚成了照亮人间的星河。暴雨变幻：雨水版图重绘，暴雨由西至东转移，长江中下游成重点。湖南、江西等地雨势凶猛，局地现大暴雨。警惕短时强降水、雷暴大风等极端天气。