高效电机在新能源汽车上的应用,你知特斯拉电动跑车上用的是?

高效电机在新能源汽车上的利用,你知特斯拉电动跑车上用的是?


择要:在我国14年被称为新能源汽车的元年,这两年新能源汽车财产成长突飞猛进,每年的新能源汽车市场贩卖总量都是成倍增长;伴跟着市场的对新能源汽车的熟识和吸收,关于新能源汽车的技巧也是立异赓续。

从事新能源汽车行业的人都知道新能源汽车的核心技巧是3大年夜电,即电池及其能源治理,电机电控,整车节制,本文就谈谈高效电机在新能源汽车上的利用。

1. 新能源汽车的驱动电机分类


今朝在新能源商用车,乘用车,专用车上用的驱动电机有三相异步感应电机,三相永磁同步电机,开关磁阻电机;异步电机在欧美新能源汽车上用的很多,对照范例的是TESLA 跑车用的铸铜转子异步电机。永磁同步电机具有节制算法成熟,效果好的优点,日系和中国的新能源汽车永磁同步电机用的对照多。开关磁阻电机由于自身固有的噪音和震荡问题目前在新能源汽车上用的不多。各类电机的机能对照如下表。

机能/类型 异步电机 永磁同步电机 开关磁阻电机
转速范围/rpm 12K~20K 4K~10K >10K
功率范围 较高
电机重量
电机体积
靠得住性 精良
布局稳固性
节制器资源 一样平常
市场利用 较多 很多 较少

2.异步电机今朝在新能源汽车上还在利用,然则铸铝转子的异步电机徐徐被铸铜转子或永磁电机取代;铸铜转子因此铜为导电基质的新型电念头转子,使用铜优良的导电机能和导热机能,来低落转子损耗,前进电念头效率。与传统铝转子电念头比拟,铸铜转子电念头有以下上风:前进效率,低落温升,较少体积,减轻重量,低落电机资源。经由过程合理的设计,优化电机布局,铸铜异步电机在新能源汽车上会有很大年夜的利用!

高效电机在新能源汽车上的利用,你知特斯拉电动跑车上用的是?

特斯拉电动跑车上用的铸铜转子的异步电机

海内的新能源汽车厂家也在考试测验着将铸铜转子的高效异步电机用在新能源汽车上;比如物流专用车上用的18KW异步电机,为了前进电机效率,削减损耗,低削发烧,用新的铸铜转子电机在推广应用。电机图片如下:

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18KW铸铝转子异步电机


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18KW铸铜转子异步电机

3.今朝在中国新能源汽车上无论是纯电动EV,照样混动HEV汽车,主要利用的永磁同步电机。而且因此内嵌式永磁电机(IPM)为主,主如果使用IPM永磁同步电机的磁阻转矩前进转矩密度和功率密度。永磁磁阻同步电机的上风:功率密度大年夜,电机体积小,电机材料省,效率高可增添电池的续航里程,还有是这种电机在节制上可以弱磁节制,调速范围宽,对电机的逆变器功率要求低。再加上我国拥有富厚的稀土资本和较低的资源上风,很得当新能源电动汽车上利用。

一样平常纯电动汽车的动力系统由电机和电机节制器组成,如下图

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新能源汽车电机

高效电机在新能源汽车上的利用,你知特斯拉电动跑车上用的是?

电机节制器

永磁同步电机常用的磁路设计如下图,外貌灰色的是定子矽钢片;血色和蓝色的是稀土磁钢,插入转子矽钢片的槽里面。定子电枢布局根据电机设计,分为集中式绕组和散播式绕组。在一些新能源汽车上对空间和轴向安装空间要求高的场合采纳集中式绕组的电机,然则电机的散热要求会高一些。对电机节制机能高一点的电机可采纳散播式绕组的定子,然则电机的轴向尺寸会长一些。

高效电机在新能源汽车上的利用,你知特斯拉电动跑车上用的是?

集中式绕组永磁同步电机

高效电机在新能源汽车上的利用,你知特斯拉电动跑车上用的是?

散播式绕组永磁同步电机

新能源汽车对电机的要求,除了高转矩密度,宽的调速范围外,高效是很关键的一项指标。一样平常根据汽车的常用工况,要求电机在这个转速和转矩下能高效运行,将电机的事情点设计在这个区间。下图是电机的效率云图。

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永磁电机的效率云图

因为新能源汽车对电机要求,在基速以上能有好的弱磁节制能力,以前进汽车的高速巡航能力。在电机设计上要求凸极率要高,增添弱磁能力和前进磁阻转矩分量。下图是一款利用在乘用车上电机,在不合的电流节制角下的TN曲线,可以看出在基速以上,跟着速率的增添,响应的增添电流节制角,可以使输出转矩前进。

高效电机在新能源汽车上的利用,你知特斯拉电动跑车上用的是?

不合电流节制角下的电机TN曲线

总结:今朝新能源汽车作为国家的主推的新财产,成长是汹涌澎拜;进入这个行业的公司很多想掌握核心技巧。作为新能源汽车动力系统核心部件的高效电机也将跟着行业的成长,在材料,布局,工艺上做很大年夜的钻研和冲破。以实现用户对新能源汽车的经济性,历久性的要求!

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