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新能源汽车驱动电机10项关键技术

新能源汽车驱动电机10项关键技术 电动车千人会
2026-01-11
1

降低电机损耗的技术方案



降低发热损耗

  • 优化电与磁的匹配

  • 合理选用铁心材料

  • 有效增大铜面积

降低杂散损耗

  • 合理设计齿槽关系和气隙

  • 提升制造工艺,减少磁场畸

  • 采 用Y—△串接的正弦绕组

降低风磨损耗

  • 合理的轴承结构、润滑设计

  • 提高热传导效率,对流散热

  • 提高冷却热交换效率

02

矩形导体绕组电机设计



  • 绕组排列布置紧密,体积小;

  • 槽满率比传统绕组可提高15%,效率高;

  • 磁阻转矩高;

  • 导热和散热能力好;

  • 绕组刚度好,可降低振动噪声;

  • 端部不用绑扎,可降低成本。

03

绕组直接喷淋冷却技术



  • 采用电机绕组端部冷却可以使电机绕组温度降低68%以上,大大提升了电机的功率密度和转矩密度水平;

  • 高槽满率下绕组间的导热能力是低槽满率的150%;

  • 绕组在热传导能力上具有各向异性,轴向的热传导能力是径向方向的100倍。

04

常用的电机水冷机壳流道构型



不同构型流道换热效率对比:

不同构型流道损耗对比:

 圆周式水道是比较流行和平衡的选择,流道数目一般在3-6之间为宜 。

05

特斯拉Model S电机冷却方案



电机采用的轴向式与圆周式综合运用的是迷宫水道,同时对转子轴进行冷却,电机内外同步水冷。

06

FEV 两挡油冷电驱动系统



电机、电机控制器、两档变速箱共用油冷系统。具有体积小、重量轻、效率高、功率密度高等特点,是目前流行的先进技术与高品质结合的经典“三合一”驱动产品。

油液分布和电机内部冷却

  • 内部油冷可以提高电机的持续功率,最大可达50%;

  • 油液分布和流动非常复杂,因为速度变化很大(离心效应,内部绕组影响)。

07

油冷与壳体水冷并用的驱动电机



广汽SUV GE3应用的Chevrolet Volt的永磁同步电机

Chevrolet Volt的电机同时采用了端部喷油和水冷机壳两种冷却技术。水冷机壳采用的是圆周式水道构型,水道数目为5。

08

高导热胶定子灌封技术



为了更好的散热,在电机定子绕组端部采用灌封工艺,即采用导热性能良好的灌封胶将端部热量通过机壳有效的散出。

如采用耐高温的环氧类灌封胶或有机硅型灌封胶,在采用合适的添加剂条件下,其导热系数可达2.0(空气的导热系数为0.23), 能提高电机输出功率15%~20%。

同时也增加了电机线圈的机械强度及防潮能力,可降低电机振动噪音,提升可靠性。

09

高性能软磁材料



  • 定子采用低铁损软磁材料,提高效率。选用高导磁,低损耗的薄片磁性材料。为了减少铁心损耗,可选用各向同性的0.35mm 甚至更薄(0.2mm)   的硅钢片;

  • 采用高导磁低铁损的硅钢片,增加输出转矩,提高电机的整体效率。

kh是与硅钢片性能有关的一个常数,含硅量的多少影响数值大小。

10

多层永磁体转子结构



  • 有限空间内可以放置更多磁钢,可以使用剩磁密度较低牌号磁钢来替代稀土永磁,降低成本。

  • 与单层磁钢相比,多层磁钢的凸极比更高,增加磁阻转矩比重,提高转矩密度与弱磁能力。

  • 多层永磁体,更多的磁桥,有利于提高转子强度,更适合高速运转。

  • 降低永磁体退磁风险、提高电机可靠性。

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