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2025最新前瞻技术方案揭秘: 驱动电机篇

2025最新前瞻技术方案揭秘: 驱动电机篇 电动车千人会
2025-02-21
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导读:研究揭示了直接冷却技术的关键优势:快速散热、电流负载能力提升(30A至60A)和动态响应优化(电感减少)。然而,产业化面临制造复杂性、泄漏风险及摩擦损耗等挑战。实验验证了冷却系统的液压性能与理论模型一

- 关于最新Berlin CTI国际动力系统峰会发生的故事总结

- 文字原创,素材来源:cti研讨会


主题:TREMEC双电机600 kW电驱动单元(EDU)的小批量生产准备

TREMEC公司,展示了其专为高性能电动汽车设计的双电机600 kW电驱动单元(EDU)的最新进展。该EDU针对小众市场和改装领域,核心优势包括紧凑的轴向布局(直径153 mm)、高功率密度(800马力)以及无需油冷系统。其设计采用碳化硅(SiC)逆变器同心行星齿轮结构,输出扭矩超过6000 Nm,重量仅110 kg(含逆变器)

图片来源:TREMEC

通过原型测试,EDU在两圈纽博格林赛道中表现出色,未出现热降额,最高机械功率达540 kW,电池容量匹配约60 kWh。此外,EDU在连续四分之一英里加速测试中保持稳定性能,单侧机械输出功率达310 kW(约830马力)。TREMEC计划于2025年第一季度启动量产,并通过齿轮箱优化和制造工艺改进进一步提升生产可行性。该方案为高性能电动车和改装市场提供了高灵活性和可靠性的动力解决方案。

图片来源:TREMEC

主题:轴向磁通电机的优势、NVH挑战与谐波电流注入技术

YASA公司,聚焦于轴向磁通电机的技术突破,重点解决电动汽车的NVH问题。其独特的无轭分段电枢(YASA)拓扑结构具有极短的轴向长度(60-75 mm)低铁损和高功率密度,已应用于兰博基尼Temerario等高性能车型。
图片来源:YASA
对轴向磁通电机的轴向力波动和扭矩波动问题,YASA提出创新解决方案——谐波电流注入技术(HCI),通过逆变器主动注入电流抵消振动源,无需牺牲性能或效率。
图片来源:YASA
测试显示,HCI可将关键转速区间的振动降低5倍,有效消除1-2 kHz的零阶共振。该技术特别适用于YASA的扁平磁阻特性,结合磁极形状优化和定子齿斜设计,进一步提升了NVH表现。YASA的技术不仅适用于高端电动汽车,也为未来空中和水上交通工具的电动化提供了高可靠性方案。

图片来源:YASA

主题:无稀土可互换转子牵引电机设计与模块化平台

RWTH Aachen大学与FEV Europe,联合研究提出了一种基于可互换转子的模块化电驱动单元(EDU)平台,旨在减少对稀土材料的依赖并增强供应链韧性。研究对比了三种转子方案:稀土内嵌永磁电机(RE-IPMSM)电励磁同步电机(EESM)铁氧体内嵌永磁电机(Fe-IPMSM)

图片来源:RWTH&FEV

结果显示,RE-IPMSM在峰值功率(248 kW)和效率(WLTP 94.4%)上表现最优,但受稀土价格波动影响;EESM虽无永磁体且成本可控,但需复杂转子冷却系统Fe-IPMSM成本最低且环保,但峰值功率仅162 kW

图片来源:RWTH&FEV

通过共用定子SiC逆变器(800 V系统)和先进冷却设计(叠片与端部绕组联合冷却),该平台可在C/D级车型中灵活适配不同性能需求。研究强调,耦合电磁-热-机械仿真技术是平衡可靠性、成本和效率的关键,未来将探索无接触转子激励和直接绕组冷却等方向

图片来源:RWTH&FEV


主题:传统钢片叠压与软磁复合材料(SMC)的电机设计对比
Alvier Mechatronics,系统分析了传统钢片叠压与软磁复合材料(SMC)在径向磁通电机中的性能差异。SMC采用粉末压制工艺,材料利用率接近100%,且在高磁场强度下磁化性能接近优质硅钢(如NO20-1200H),但其机械强度较低,目前仅适用于定子。
图片来源:Alvier Mechatronics
研究优化了四种电机类型(IPM、WFSM、IM、SP-FER)的设计,发现稀土永磁电机(IPM)虽效率最高(峰值97.5%),但成本与碳排放最高;铁氧体磁极电机(SP-FER)成本降低15%,且无稀土依赖;电励磁同步电机(WFSM)环保性最佳,但效率受限于转子损耗。
图片来源:Alvier Mechatronics
SMC的应用降低20%材料成本并减少碳排放,尤其在轴向磁通电机中潜力显著。结论指出,若放宽体积限制,铁氧体电机可通过增大尺寸实现效率提升,而SMC的普及将推动电机行业向可持续制造转型。
图片来源:Alvier Mechatronics

主题:高性能空心导线转子在内置式外激电动机中的冷却潜力

Scheiffele团队,探讨了空心导线直接冷却技术外部励磁同步电机(EESM)中的应用潜力。针对当前汽车工业对稀土永磁材料的过度依赖问题,研究聚焦于提升EESM的低速扭矩性能

图片来源:Scheiffele

通过仿真与实验结合,对比传统转子绕组与空心导线冷却设计的差异。结果显示,采用直径2.0mm空心导线的冷却转子,最大扭矩从634Nm提升至665Nm,效率在低速高负荷区域提高超1.2%,同时转子工作温度130°C降至80°C,显著增强热稳定性。

图片来源:Scheiffele
研究揭示了直接冷却技术的关键优势快速散热、电流负载能力提升(30A至60A)和动态响应优化(电感减少)。然而,产业化面临制造复杂性、泄漏风险及摩擦损耗等挑战。实验验证了冷却系统的液压性能与理论模型一致性,为矿山、林业等重工业电机应用提供技术支撑。未来需进一步优化密封工艺与多物理场集成,以降低系统成本并扩展实际应用场景。
图片来源:Scheiffele

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