寶馬電機(jī)的制造工藝

寶馬電機(jī)的制造工藝

在內(nèi)部開發(fā)和eDrive電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的戰(zhàn)略部署下，電機(jī)在其中扮演另一個(gè)重要角色。寶馬i和iPerformance車型使用的電機(jī)具有較高的體積和重量功率比，能夠在高速轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)提供線性額定功率并保證出色的效率。

定子和轉(zhuǎn)子都在丁戈?duì)柗腋窆S生產(chǎn)，然后與電機(jī)外殼連接，裝配線非常靈活，員工都進(jìn)行過(guò)培訓(xùn)，能夠執(zhí)行不同的操作。U形布置確保了靈活性與高效率的結(jié)合。在所有的工作站，組件以符合人體工程學(xué)的方式遞送給操作者。

同時(shí)，工作站可調(diào)節(jié)高度和傾斜度，以適應(yīng)人體工程學(xué)的需要。大部分操作都可以用坐姿或站姿進(jìn)行，這種特殊方式有助于eDrive電驅(qū)動(dòng)組件的高生產(chǎn)質(zhì)量。

電機(jī)所具備的高輸出比和運(yùn)動(dòng)特性是基于永磁同步電動(dòng)機(jī)技術(shù)不斷優(yōu)化的結(jié)果。

例如，定子由長(zhǎng)達(dá)兩千米被極度壓縮的銅線構(gòu)成。定子生產(chǎn)要對(duì)金屬板進(jìn)行封裝和絕緣，然后拉伸切割形成線圈。

金屬板通過(guò)激光焊接進(jìn)行接合。轉(zhuǎn)子組件也采用特殊工藝制備。將磁鐵裝入轉(zhuǎn)子并鉚接后，冷卻的轉(zhuǎn)子軸無(wú)壓燒結(jié)到加熱部件，從而轉(zhuǎn)子磁化，整個(gè)制備組裝過(guò)程被大大簡(jiǎn)化。在電機(jī)總裝的最后階段，定子首先于150度左右無(wú)壓燒結(jié)進(jìn)入馬達(dá)殼體，然后插入轉(zhuǎn)子。在其它部件都被安裝好并在相關(guān)功能測(cè)試完畢后，完全裝配好的電機(jī)可以安裝到車上了。

去年，國(guó)外橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室拆解分析了寶馬i3（2016款）電機(jī)、電控，我們一起學(xué)習(xí)一下：

如下圖，電機(jī)和減速器是分離的，電機(jī)沒有與減速器共用殼體。

電機(jī)最大功率125kW，最大扭矩250Nm，總重42kg，功率密度接近3kW／kg。

電機(jī)的內(nèi)殼體外表面銑出螺旋槽，兩端安裝兩個(gè)O型密封圈，再套上電機(jī)外殼體形成水道。

外殼體6．9kg，內(nèi)殼體4．6kg，定子（鐵芯、銅線、絕緣材料等）20．8kg。

12極72槽。

每槽9匝，每匝12根（AWG21）銅線。

兩個(gè)溫度傳感器，一個(gè)安裝在繞組處，另外一個(gè)安裝在軸承處。

定子鐵芯不是完整的圓環(huán)型，由6塊鐵芯以拼接的方式組成。

定子鐵芯長(zhǎng)度是132．3mm，外徑242．1mm。

轉(zhuǎn)子重14．2kg。

轉(zhuǎn)子外徑178．6mm。

每極上裝有一大一小兩個(gè)釹鐵硼磁鋼。

電機(jī)參數(shù)：

PCU包括：

motor inverter，

dc／dc converter （360 V to12 V），

3．7 kW battery charger．

PCU：19kg。

控制板：

驅(qū)動(dòng)板：

英飛凌650V／800A的FS800系列IGBT：

測(cè)試臺(tái)架：

530A時(shí)達(dá)到250Nm：

隨著電流的增加，扭矩線性變化：

360V，在不同的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速下效率測(cè)試：

冷卻液流量10L／min，冷卻液入口溫度65度。

電機(jī)效率等高圖：

在2500～9000rpm之間，輸出扭矩大于125Nm時(shí)的效率可以達(dá)到94％。

電控效率等高圖：隨著速度的增加，電控效率從88％增加至99％。

電機(jī)和電控的綜合效率圖：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于5000rpm，輸出扭矩大于50Nm時(shí)，電機(jī)和電控的綜合效率可以達(dá)到90％以上。

0～4000rpm電機(jī)都可以輸出250Nm；5000～11400rpm電機(jī)可以輸出峰值功率125kw。

電機(jī)25、50、75kw的功率下做連續(xù)測(cè)試，測(cè)試轉(zhuǎn)速為5000rpm、7000rpm及9000rpm。

下圖電機(jī)轉(zhuǎn)速為7000rpm，持續(xù)功率分別為25kw、50kw及75kw時(shí)的繞組溫度變化：

持續(xù)輸出25kw，半小時(shí)后電機(jī)溫度達(dá)到85度；

持續(xù)輸出50kw，半小時(shí)后電機(jī)溫度達(dá)到95度；

持續(xù)輸出75kw，半小時(shí)后電機(jī)溫度達(dá)到110度。

電機(jī)轉(zhuǎn)速為5200rpm，輸出功率為50kw，持續(xù)半個(gè)小時(shí)，電機(jī)溫度達(dá)到100度：