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BMW领投的DeepDrive双转子径向磁通电机有何特殊之处?

BMW领投的DeepDrive双转子径向磁通电机有何特殊之处? 电动车千人会
2023-04-13
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前言


近日宝马集团通过旗下风险投资公司BMW i Ventures领投高科技电机初创公司DeepDrive 1610万美元(约合1.1亿人民币)。

DeepDrive公司开发的是一种高效、高性能、低成本的双转子径向磁通电机系统(含控制器)。该系统具有较高的成本效益和资源效率,并拥有更高的能效,能显著提升电动车续航能力,同时亦能有效控制生产成本,减少自然资源的消耗。

这套电驱系统可用于分布驱动系统(轮毂或轮边),也可以用于集中驱动系统。
测试中的DeepDrive双转子轴向磁通电机

双转子径向磁通电机系统

整机系统

DeepDrive的双转子径向磁通电机有两种结构形式,一种是可以用于轮毂的轮毂电机。
DeepDrive双转子轮毂电机

另一种结构形式可以用于集中驱动,电机为细长形。
DeepDrive双转子集中驱动电机

两种电机设计理念是一样的,下面以双转子轮毂电机为主进行介绍。

DeepDrive双转子轴向磁通电机RM1250效率map及外特性曲线

RM1250电机主要的技术参数如下:
  • 电驱输入电压:350Vdc;
  • 峰值扭矩(30s):1250Nm;
  • 峰值功率(30s):125kW;
  • 持续扭矩:750Nm;
  • 持续功率:80kW;
  • 最高效率:96.6%;
  • 最大外径:458mm;
  • 长度:160mm(含控制器);
  • 重量:32kg(不含冷却液)。
定子部分
定子没有使用Hpin技术,定子铁心为分段铁心(冲片冲压),降低了90%的材料浪费。绕组使用了分布式绕组,槽满率>80%。每个定子槽的导体很少,特殊连接器也很少。
DeepDrive双转子轮毂电机定子
转子部分

转子为内外两层转子,磁钢分别贴于表面。
DeepDrive双转子轮毂电机转子转子

转子铁心材料为低碳钢的实心材料,采用冲卷工艺。使用低碳钢做转子铁心的原因估计是因轮毂电机转速低,铁耗低的原因。同时低碳钢加工制造简单,材料利用率高。

DeepDrive双转子轮毂电机转子-外转子

DeepDrive双转子电机采用的磁钢不含贵重的重稀土镝和铽,这个点和近期的特斯拉、日产、尼得科的电机设计理念一至,就是去稀土化。也是欧、美、日近来电机设计的一大趋势。
DeepDrive双转子轮毂电机转子-内转子
控制器部分
DeepDrive双转子轮毂电机的控制器集成在电机上,也就是圆圈所示位置。

该控制器采用了创新性的拓扑,功率模块使用了SiC Mosfets。并对电流谐波进行了优化,提升了电驱系统的运行效率。
DeepDrive双转子轮毂电机控制器

双转子径向磁通电机系统的优势总结
  • 有非常高的功率密度和扭矩密度;
  • 通过设计优化,铁耗非常小,电机效率高;
  • 相同功率和扭矩的情况下,磁钢用量降低了50%,不使用重稀土,降低了对稀土的依赖程度;
  • 电机铁心用量减少了80%;
  • 和现有普通电机相比,每Nm的成本降低了30%;
  • 制造成本降低;
  • 非常低的噪声辐射和低转矩脉动,让驾驶更为舒适;
  • DeepDrive驱动单元可以提供超过98%的最高系统效率。可帮助车辆增加20%的动力储备,减少20%的电池,从而降低整车成本。
总结
汽车电动化发展到今天,工程师为了让电驱系统给车辆提供更高的性能,是无所不用其极。各种创新也是层出不穷。DeepDrive公司给我们提供了一种新的思路。这种电机的定子安装、电机冷却方式、生产制造工艺也需要工程师们进行深入的探讨和创新。
其他题外话
在多定转子的创新中,舍弗勒做了双定子、双转子的技术开发。而且还是Hpin结构。以下电机图供大家欣赏。


舍弗勒公司的双定转子电机

Linear Labs公司的四转子电机更是一个天才的想法。请欣赏以下四转子电机示意图。


四转子的定子结构(定子四个方向均存在旋转磁场)


四转子电机结构

是不是脑洞大开的感觉?不过正是这种脑洞大开的创新,才推动了新能源技术的发展。
END
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