未來開發(fā)新能源汽車電機的主要目標(biāo)

黃蘇融教授在談到EV永磁驅(qū)動電機新技術(shù)發(fā)展趨勢時提出三合一動力總成，IPM永磁電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，扁線繞組，新結(jié)構(gòu)新材料電機已經(jīng)是大勢所趨，提升NEV電機體積和重量密度、可靠性和NVH舒適性，降低能耗和成本將是未來開發(fā)新能源汽車電機的主要目標(biāo)，具體體現(xiàn)在以下方面：

1. 高頻高速永磁化，電機－傳動－驅(qū)動集成化，動力總成輕量小型化、高可靠低成本。

● 高頻電機的高頻集膚效應(yīng)，渦流損耗、絕緣材料、EMC的挑戰(zhàn)；

●?高速轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及材料的機械性能挑戰(zhàn)；

●?高頻高速電機NVH的挑戰(zhàn)，尤其是高頻尖銳聲。

2. 扁線電機及其內(nèi)油冷技術(shù)

NEV對功率密度越來越苛刻，具有功率密度高的扁線電機是重要的技術(shù)路線之一。

●?理論上圓線變成扁線，增加20~30 銅面積，等同于增加20~30 功率。

●?槽滿率高，提升電機槽及繞組的熱傳導(dǎo)，降低溫升；提高電機槽的等效剛度，有利于NVH。

●?繞組端部短，節(jié)省空間。?

挑戰(zhàn)：

●?扁導(dǎo)體繞組集膚效應(yīng)顯著，頻率越高，交流電阻及銅耗越大；薄型扁導(dǎo)體及其絕緣層材料的熱、電、機械應(yīng)力以及與變速箱油的兼容性，高溫老化與失效；材料服役特性數(shù)據(jù)庫。

●?設(shè)備要求高、投資大，工藝復(fù)雜；系列化設(shè)計困難。

3. 高冷卻效率技術(shù)，減小體積，提高電機功率密度。

水冷電機：一種機殼液冷技術(shù)，當(dāng)前驅(qū)動電機的主流冷卻技術(shù)。水冷機殼，電機內(nèi)部的熱源通過層層材料傳遞到機殼水道；由于繞組無法直接冷卻，并且繞組與鐵心之間的絕緣材料熱傳導(dǎo)差；導(dǎo)致繞組溫升過高，制約了電機功率密度提升。

油冷電機:? 一種直接冷卻的高冷卻效率技術(shù)，未來技術(shù)發(fā)展趨勢。

（1）水冷機殼+內(nèi)油冷定子組件/轉(zhuǎn)子組件；

（2）油冷機殼+內(nèi)油冷定子組件/轉(zhuǎn)子組件；

特斯拉、豐田、日立、寶馬、日產(chǎn)聆風(fēng)、精進電動的油冷電機已在量產(chǎn)車中使用。

挑戰(zhàn)：電機本體的電工材料與油的兼容性，油密封與油道設(shè)計、供油方式和油泵等多種技術(shù)協(xié)同滿足。

4.主流驅(qū)動電機產(chǎn)品技術(shù)

多層IPM電機＋輕稀土＋少稀土；提高功率/轉(zhuǎn)矩密度、降低成本

5.分布式驅(qū)動及其輪轂/輪邊電機

6. 新結(jié)構(gòu)新材料高密度電機

軸向磁場和橫向磁場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、非晶合金、SMC等

7. 新型混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)

EVT 雙機械端口能量變換器

8. 新型電驅(qū)動動力系統(tǒng)

磁力齒輪+電機集成系統(tǒng)，游標(biāo)電機等

審核編輯：劉清