硕士学位论文
电动车用高功率密度永磁同步电机热管理
系统的研究
RESEARCH ON THE THERMAL MANAGEMENGT OF HIGH POWER DENSITY PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS
MOTOR IN HEV
朱巍
2010年6月
国内图书分类号：TM351 学校代码：10213 国际图书分类号：621.3 密级：公开
工学硕士学位论文
电动车用高功率密度永磁同步电机热管理
系统的研究
硕士研究生：朱巍
导 师：宋立伟教授
申请学位：工学硕士
学科：电气工程
所在单位：电气工程及自动化学院
答辩日期：2010年6月
授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index: TM351
U.D.C: 621.3
Dissertation for the Masteral Degree in Engineering
RESEARCH ON THE THERMAL MANAGEMENGT OF HIGH POWER DENSITY PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS
MOTOR IN HEV
Candidate：Zhu Wei
Supervisor：Prof. Song Liwei
Academic Degree Applied for：Master of Engineering
Speciality：Electrical Enginnering
Affiliation：School of Electrical Engineering and
Automation
Date of Defence：June, 2010
Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
随着社会的进步，人们保护环境观念的日益增强推动了电动车事业的迅速发展，由于永磁同步电机具有高效率，低重量等特点，使之被广泛的应用于电动车中。
在电动车中，由于永磁同步电机的功率密度大、运行工况复杂、安装空间狭小等原因，导致其损耗大、散热环境恶劣，而过高的温度对电机的安全性和使用寿命都存在着一定的隐患，为了避免这类问题，准确预测电机在不同工况下的内部温度场分布以保证电机的稳定安全运行是非常重要的。
首先本文以一台20kW电动车用水冷永磁同步电机为例，运用理论和实验相结合的方法，得出了电机的各部分损耗（热源）。再通过电磁学、传热学和流体力学等相关理论，对此台永磁同步电机进行稳态温度场分析，建立基于等效热网络法的数学模型，列出各节点关于热导、温度和损耗的方程组，解出各点温度值。同时利用有限元数值计算法，在确定热源和边界条件的情况下，对电机的稳态、瞬态的温度情况进行仿真分析。
其次，研究了该电机冷却水进出口平均水温、冷却水的流速以及机壳的水路形状对电机温度分布梯度的影响，为设计优化提供了参考。
最后讨论了温升对永磁同步电机输出效率的影响，同时搭建了电机试验平台，采用测量阻值法和检温计法两种测试方法对这台电机运行在不同工作点上的温升进行了测试，并与仿真结果进行了对比，验证了温度场计算模型的合理性和正确性，为电动车用永磁同步电机温度场分析提供计算方法和理论参考。
关键词 电动车；永磁同步电机；温度场；水冷；损耗
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Abstract
With the progress of society, the growing of the conception of protecting environmental is pushing the rapid development on the electric vehicle, Electric vehicles took a fancy to permanent magnet synchronous motor with its high efficiency, low weight, and nowadays PMSM is widely used in electric car.
Permanent magnet synchronous motor will inevitably lead to poor thermal environment, heat production or more problem due to its high power, high speed but small installation space. The high temperature of the motor will cause a hidden dangers
in the electric vehicles. In order to avoid such problems, to accurately predict the internal motor under different conditions of temperature distribution to ensure the safe operation
of motor stability is very important.
This paper is based on a 20kW electric motor cooled permanent magnet synchronous motor firstly to calculate the various parts of the motor loss (heat) with using the combination of theoretical and experimental methods.
The steady state temperature field of the permanent magnet synchronous motor is analysed by electromagnetics, heat transfer and fluid mechanics, and interdisciplinar,which is used the equivalent thermal network method to its mathematical model. At the same time, by means of simulation software, this paper provides a finite element method to calculate the motor steady-state and transient simulation temperature with a certain heat source and boundary conditions added on. Then this paper discusses
the import and export of the average temperature of cooling water, the water flow rate and the shape of the motor case temperature distribution gradient, also provides the reference for the design optimization.
Finally the influence of the temperature to the permanent magnet synchronous motor output efficiency is discussed and a motor test platform is built to test the temperature when the motors run at different operating points by these two mothods. The simulation results are compared, it shows that the calculated temperature field model is reasonable and correct for the temperature field analysis which provides the reference for the designed optimization.
Keywords HEV; PMSM; thermal field; water-cooling; losses analysis
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目录
摘要........................................................................................................................I Abstract......................................................................................................................II 第1章绪论. (1)
1.1 课题来源及研究的目的和意义 (1)
1.2 国内外研究现状 (1)
1.2.1温升计算方法国内外发展概况 (1)
1.2.2 永磁同步电机冷却技术的发展 (3)
1.3课题主要研究内容 (4)
第2章电机的热模型的建立及计算分析 (6)
2.1 永磁同步电机的热源 (6)
2.1.1 热源的分布 (6)
2.1.2 热源的计算方法研究 (6)
2.2 永磁同步电机稳态温度场 (10)
2.2.1 等效热网络法的分析与计算 (11)
2.2.2 有限元法的分析与计算 (18)
2.3 永磁同步电机暂态温度场 (24)
2.3.1 铜耗动态变化的计算 (24)
2.3.2 换热系数的计算 (26)
2.3.3 暂态温度的仿真结果 (29)
2.4 本章小结 (32)
第3章散热系数的分析与计算 (33)
3.1 传热学的基本定律 (33)
3.2 进出口水温对电机温度分布的影响 (34)
3.3水的流速对电机温度分布的影响 (37)
3.4机壳的水路形状对电机温度分布的影响 (44)
3.4.1摩擦阻力系数的计算 (44)
3.4.2 不同形状机壳的有限元计算 (45)
3.5 本章小结 (47)
第4章温升对电机性能的影响及试验 (49)
4.1 温升对永磁同步电机效率的影响 (49)
4.2 水冷系统的分析与计算 (50)
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4.3 电机温升实验 (51)
4.3.1 试验环境及测试对象 (51)
4.3.2 试验平台的搭建 (52)
4.3.3 水冷系统的测试 (53)
4.3.4 电机温升的测试 (53)
4.3.5 损耗的测试 (55)
4.4 本章小节 (58)
结论 (59)
参考文献 (60)
攻读硕士学位期间发表的学术论文 (63)
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 (64)
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 (64)
致谢 (65)
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第1章绪论
1.1 课题来源及研究的目的和意义
随着人类社会的进步，科学技术的发展，生活水平的提高，人们对环境和能源的问题也日益关注。据有关资料调查表明：一般工业化城市中的空气污染有42%是燃油车辆排放的尾气所致[1]。因此在十多年前就有有很多专家和学者作出展望：未来数十年来，电池电动车，混合电动车和燃料电池电动车的市场份额将以稳定的速度增长，而燃油汽车的市场份额将逐渐减少[2]。事实证明由于人类与环境共存和保护全球经济的可持续发展的美好愿望已经推动了电动车普遍使用和发展。
正是由于永磁同步电机有较高的功率密度、瞬时功率及效率等优点，使得它被广泛的应用于电动车中[3]。在电动车中，由于永磁同步电机的功率密度大、运行工况复杂、安装空间狭小等原因，导致其损耗大、散热环境恶劣然。根据IEEE工业应用社会（IEEE Industries Applications Society）和电力研究所（Electric Power Research Institute）[4]的调查表明，35%~40%的永磁电机都是由于定子绕组绝缘高温破坏、铁心破损和永磁体热稳定性消减导致电机寿命减少甚至终止，而导致这些问题产生的重要因素就是电机的温升过高。过高的温度对电机运行的安全性和使用寿命都存在着一定的隐患，为了避免这类问题的发生，准确预测电机在不同工况下的内部温度场分布以保证电机的稳定安全运行是非常重要的。
本文课题来源于一汽混合动力轿车驱动电机及其控制系统关键技术研究项目，以一台20kW永磁同步电机为例，提出了暂态和稳态的分析方法来预测电机在不同工作点情况下内部温度场分布，以确保电机在安全温度以下工作，提高运行的可靠性[5]。
1.2 国内外研究现状
1.2.1温升计算方法国内外发展概况
1.2.1.1 简化公式法
简化公式法比较简单。它的简单依赖于假定的简化条件：它假设全部铁心损耗及有效部分铜耗只通过定子（或转子）圆柱形冷却表面散出。虽然这种假定不尽合理，但这种方法所采用的散热系数计算方法是根据结构相同或相似的电机温升实验结果确定的，因此计算结果比较接近实际。这种方法的缺点是只能估算电
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机各个部分的平均温升，所以计算结果比较粗糙，将之应用于故障检测，可行性较差[6, 7]。 1.2.1.2 热路法
热路法是把温度场简化为代有集中参数的热路进行计算的方法，也称等效热路法。它可以帮助我们了解电机热量散失的物理图像和热流方向。这种方法存在的基础也是依靠一些假设条件：假定铜线和铁心的导热系数无穷大，认为是等温体，因此计算出的结果也是平均温升。
热路法的计算步骤有：
（1） 确定电机各部分所产生的损耗，算作热源Q ；
（2） 确定各个热源之间的关系，以及根据实际假设热量散出途径； （3） 根据经验公式计算各部分的热阻R ； （4） 最后通过温升Q R θ=×计算相对温升。
虽然热路法简化了电机复杂的温度模型，但不具有一定的普遍性，在计算电机稳态温升时，可用上述步骤，而计算暂态温升时，由于各部分的热量变化是一个是个与时间有联系的微分形式，相对复杂的多，因此通常只通过热路发来计算电机的稳态温升。 1.2.1.3 数值计算方法
数值计算法的基础是电机热交换的数学模型——导热微分方程，如公式（1-1）所示。由微分方程和边界条件公式（1-2）（1-3）（1-4）进行求解，可以确定电机部件内的温度场。
222222
v p T T T
q c x
y z λρ??
???+++=???????
（1-1） 1
0s T
T = （1-2）
2
()n
s f T T T n
λα?=??? （1-3）
3
0n
s T q n
λ?=?? （1-4）
式中λ为物体的导热系数；T 为温度；p c 为重量比热；v q 为单位时间内单位体积的发热量；0T 为边界面1S 上的给定温度；α为对流换热边界面2S 上的换热系数；f T 为对流换热边界面2S 周围的介质温度；0q 为边界面3S 上的热流密度，当3S 为绝热边界时，n λ为边界面外法线方向的导热系数；n 为边界面外法线方向的单位向量。
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到目前为止，常用于温度场计算的数值方法有：有限元法、等效热网路边界元法、有限差分法等，但是见于文献较多的是等效热网路法和有限元法。
（1） 有限元法
有限元法就是将边值问题转化成相应的等价变分问题，然后将其求解区域离散成几个单元，经过总体合成进而形成关于温度的代数方程组，再利用数学方法进行求解。这种方法是近似求解边值问题的一种数值技术，起源于结构分析，由于它所依据的理论具有普遍性，目前广泛地被应用于各种工程和领域中，如热传导、流体力学、机械零件强度分析、电磁场问题等等。
早在1976，Armor首次将有限元法用在计算大型汽轮发电机定子铁心的稳态温度场的分析中。此后Ssrkar和Griffith等分别将这种方法运用在感应电机定子温度求解和感应电机三维热磁分析上，为电机的仿真分析做出了基础铺垫。
有限元法的优点在于其剖分单元灵活，边界适应性好，计算精度高，能够详细计算出电机中的温度分布，找出最高温度点的位置，缺点为对计算机的要求较高，计算时间较长。由于有限元法在温度场求解方面的优点，当前仍然是电机内温度场求解的主要方法之一[8, 9]。
（2） 等效热网络法
等效热网络法是通过网络的拓扑结构进行热场分析的一种方法。热网络法所遵循的物理规律与电网络相似，热路中的热阻、热容、支路热流、损耗、节点上的己知温升、节点温度、温差等与电路中的电阻、电容、支路电流、电流源、电压源、节点电势、电压降等相对应。其计算方法是：
1、按照计算对象的实际结构及其他对称条件确定求解区域，然后按不同材料所占区域进行剖分。
2、运用集中参数的观点，假定损耗都集中在各个节点上，节点之间用热阻连接，这样和某些点上的己知温升构成了等效热网络。
3、计算损耗、热阻等网络参数，处理边界条件。
4、列出网络节点的温度方程组，解方程组，即可求出各节点的温度值。
热网络法的优点是，物理概念清楚，对计算机的硬件资源要求低，得到了普遍应用，既可用于电机的设计计算，也可用于电机的状态监测[10]。
1.2.2 永磁同步电机冷却技术的发展
电机进入人类历史已近百年，电机的单机容量日益的增大主要是依靠电机冷却技术的改进而实现的[11]。电机冷却技术根据介质不同，冷却方式可分为空气冷却、氢气冷却及水冷却等几种。
空气冷却安全可靠，无腐蚀无危险，成本较低，其缺点是空气的冷却效果较
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差，在电机中引起的摩擦损耗比较大，这是由于为了增加机组散热能力，常常采用强对流通风方式，这必然引起通风损耗的增大，而通风损耗约占总损耗的40%，这就使得电机的效率降低。因此，空冷电机相对同容量的其他电机而言，体积庞大，消耗材料最多。在汽轮发电机中，30年代末期以前，几乎所有的汽轮发电机都是空气冷却的。在水轮发电机中，空气冷却是应用最广泛的冷却方式。
氢气冷却的优点有很多，比重小，标准状态下，其密度仅为空气的1/14。从而有最大的扩散速度和很高的导热性，其导热系数为空气的7倍，在同一温度和流速下，放热系数为空气的1.4~1.5倍。由于散热效果增强了，相对同容量的空冷机而言，体积小，消耗材料少。由于密度小，流动阻力也小，因此，在相同气压下，氢气冷却的通风损耗、风摩耗均为空气的1/10，而且通风噪声亦可减小。氢冷电机的效率提高了，温升也明显下降。但值得注意的是氢气是易燃易爆气体，因此氢冷需要防爆设计，增加了设备的总投资，同时在运行中需要用户每时每刻监视氢的纯度，增加了机组维护工作量和机组启停机的烦杂操作程序。因此，氢冷电机相对于空冷电机结构复杂，对运行维护人员的专业性和责任心要求较高。1915年，德国学者舒勒提出了电机利用氢气冷却的方案，1923年前后美国通用电气公司生产了氢气冷却25MW两极汽轮发电机，后来技术逐渐推广开来，次年美国西屋公司生产了氢冷50MW两极的汽轮发电机。从此，容量大于50MW汽轮发电机逐步过渡到氢气冷却。
水在常温下是无色无味的透明液体，也是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。对于电机冷却更为重要的是，它是一种很好的介质。因为它具有很大的比热和导热系数，价廉无毒，不助燃，无爆炸危险。虽然水冷存在一些缺点，如：水垢的产生和沉积会造成水路的堵塞、产生水压过大而漏水和水力钻孔等。但由于水冷技术的不断提高，这些问题都可以通过试验和检测来避免和预防。因此，目前水冷方式在电机中也是最普遍的一种。1917年，匈牙利冈茨工厂开始用变压器油作牵引电机的冷却介质；在此启发下，1956年，英国首先采用净化水来冷却电机定子绕组[12]。
1.3 课题主要研究内容
本文在以导热微分方程为数学模型的基础上，采用了传统的等效热网络法计算出电机在某一工作点稳定运行状态下的拓扑网点上的温度值；并基于实体电机，建立了等效了电机仿真模型，计算出了求解区域相应的边界条件，采用了现在被普遍应用的有限元法，仿真出电机的稳态温度场和暂态温度场。并结合试验将计算和仿真结果与试验数值进行了对比分析。
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分析了冷却水温度、流速对电机温度场的影响，同时讨论了机壳形状、散热翅高度对电机最高温度值的关系和对电机温度分布梯度的影响。通过仿真优化提出了选取最佳设计方案的方法。还提出了永磁同步电机工作效率的计算方法，并计算分析了温度对永磁同步电机工作效率的影响。
另外，对电机进行有限元暂态分析时，本文采用了实验与理论相结合的方法，通过短时间的实验，进而能够预测在特定条件下，温度所能达到的极限。但此方法也存在局限性：那就是冷却条件（冷却水）必须是恒温的，因为只有在此条件下，热交换系数才是可以通过理论计算出来，仿真也才变得有意义。本课题研究的主要内容及采用方法如下：
第一章对电动车用高功率密度永磁同步电机温升计算的研究意义、现状进行了综述，讨论了该领域目前国内外研究的进展和方向。
第二章建立了电机的稳态热模型和暂态热模型，并进行了分析计算。
第三章讨论的内容有：
（1）冷却水进出口水温对电机温度分布的影响；
（2）冷却水的流速对电机温度分布的影响；
（3）机壳形状、散热翅高度对电机对电机温度分布的影响；
第四章提出了永磁同步电机工作效率的计算方法，计算分析了温度对永磁同步电机工作效率的影响，提出了试验用水冷系统选件的一些条件方法，搭建了实验平台，测试结果与仿真对比分析得到了一些有价值的结论。
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第2章 电机的热模型的建立及计算分析
温度场是否随时间的变化而将电机的热模型分为稳态热模型和暂态热模型。前者主要是指电机所产生的全部热量都散发到周围介质中，电机本身的温度不再增加，后者是一个相对比较复杂的变化过程，一方面电机产生的全部损耗都将用以提高物体的温度，另一方面，随着电机温度的增加，他与周围介质的温差增大，散发到周围介质中的的热量也逐渐增加。
针对不同电机热模型，采用不同的分析方法。对于电机的稳态热模型，本文采用了二维等效热网络法，而对于热源和边界条件都是动态变化的电机暂态热路模型，本文采用了三维有限元法对其分析计算。
2.1 永磁同步电机的热源
2.1.1 热源的分布
热源是电机温度场中不可缺少的参量，他与各部分的损耗有关。电机的损耗一般包括基本铁耗、杂散损耗、电气损耗和机械损耗。电动车用永磁同步电机永磁转子提供恒定磁场，且转速较低，引起的涡流损耗和齿槽效应可以忽略不计。
2.1.2 热源的计算方法研究
2.1.2.1 铁耗的计算
传统电机基本铁耗的计算方法都是建立在正弦交变磁场的基础之上的，表达式为[13, 14]：
2
000Fe Fe Fe B f P c k G B f α
????
=????????
（2-1）
式中 G Fe ——铁心的重量；
f ——定子铁心实际磁通频率； B ——定子铁心实际磁通密度； c Fe ——经验校正系数；
k 0——铁心单位重量损耗，是在定子铁心磁通密度和磁通交变频率分别
为B 0和f 0时的单位重量损耗；
α——频率折算系数；
轭部铁心的基本铁耗为：
Fej a Fej j P K p G = （2-2）
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1.3
210/500Fej
j f p p B f ??
=????
（2-3）
式中 G j ——轭部铁心的重量；
K α——经验系数，当P N <100kV A 时，K α=1.5；当100N P ≥kV A 时，K α
=1.3。
10/50p ——当1T B =，50Hz f =时，单位重量内的损耗，其值可从硅钢片
损耗曲线中查取；
j B ——轭部中最大磁通密度。
齿部铁心的基本损耗为：
Fet a Fet t P K p G = （2-4） 1.3
210/500Fet
t f p p B f ??
=????
（2-5）
式中 t G ——齿部铁心重量；
a K ——经验系数，对于同步电机，当100N P 100N P ≥kV A 时， 1.7a K =； t B ——齿部中磁通密度的平均值。 实际永磁同步电机达到某一预定工作点的调速过程中，磁通是非正弦的变化的，因此本文提出了一种实验和理论相结合的方法来计算铁耗值：通过电机空载实验，运用铁耗分离方法[15]计算得到此转速下的机械损耗，再进行短时间的相应转速下的负载实验，联系机械损耗即可求得对应输出功率下的铁耗值。 电机在空载运行状态下，忽略杂散损耗，空载损耗可以用公式（2-6）表示为： 200003Fe m P I R P P =++ （2-6） 式中 0P ——空载总损耗； 0Fe P ——空载时的铁耗； 0m P ——空载时的机械损耗。 空载运行时不同转速对应的各个部位的磁通密度幅值是相同的，只是交变频率不同。因此铁耗和机械损耗均可以用频率的幂数来表示出来。 根据相关文献可知[15]： 1.4160Fe Fe P k f = （2-7） 1.9270m m P k f = （2-8） 将公式（2-7）（2-8）代入到（2-6）中，即可得到空载时的总损耗，用公式表 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 达为： 1.416 1.9272003Fe m c P k f k f P I R =+++ （2-9） 式中 Fe k ——铁耗系数； m k ——机械损耗系数； c P ——跟转速无关的修正常数。 通过拟合数组空载实验数据，即可求出相关的铁耗系数、机械损耗系数和修正常数。其中机械损耗m P 只与转速有关，也就是在相同转速下，空载和负载时的机械损耗是相同的。由于c P 很小，因此忽略不计。 最后可得到相应转速下，负载时的铁耗。 2 12103Fe m P P P I R P =??? （2-10） 最后利用传统的铁耗计算公式，分别求得定子齿铁损和定子轭部铁损的比值，按比例分配计算出的负载时的铁耗。 2.1.2.2 电气损耗的计算 永磁电机与感应电机不同的是，转子上不产生铜耗。传统的电气损耗等于绕组中电流的平方与电阻的乘积。当电机定子中具有多个绕组时，铜耗的计算则需分别计算各绕组的电气损耗[16]，然后相加求得。 2()Cu x x P I R =∑ （2-11） 式中 x I ——第x 相绕组的电流； x R ——第x 相绕组在工作温度下的电阻值。 电机处于暂态热模型时，电机内部的温度是不断上升的，绕组内的电阻也是不断变化的，因此电机内部热源铜耗是一个随时间变化的量，为了能够比较准确估算出铜耗随温度的变化情况，也采取了实验和理论相结合的方法。 由电阻随温度变化公式可计算不同温度下的铜损。 0(1)t R R ατ=?+ （2-12） 式中 t R ——τC °时电阻 0R ——0C °时电阻 α——电阻温度系数，铜一般取4.25e -3~4.28e -3(1/C °)，这里取4.26e - 3(1/C °)。 通过实验来确定0R ，再按公式可以确定绕组电阻随温度变化的曲线，最后通过传统的电气损耗公式即可得到电气损耗随时间变化的曲线。 2.1.2.3 计算的结果 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 由前面所述， 20kW 电动车用高功率密度永磁同步电机分别应用传统和实验与公式结合的方法对运行在额定运行点（1910r/min n =，100Nm T =）直至稳态时计算出的铁耗和电气损耗值分别如下： 传统计算方法的热源：定子齿部铁耗P fei =129W ，定子轭部铁99.4W fej P =，定子铜损31.17710W Cu P =×，机械损耗64W fw P =，则电机产生的总损耗为1469W ，与实验数据（图4-10）对比可知，计算结果比实测偏大175W ，因此不采用传统计算方法的方案。 实验与公式结合的方法的热源：定子全部铁耗P fe =125W ，定子铜损 31.14410W Cu P =×，机械损耗25W fw P =。 由传统的铁耗经验公式（2-1）知：定子轭部的铁损和定子齿部的铁损是磁密幅值平方与重量乘积的比值。额定运行点下的电磁场仿真结果如图2-1、图2-2所 示： 图2-1样机轭部磁密 图2-2 样机轭部磁密 他们的质量比为： 11 1.08j Fe i Fe V V ρρ?=?，分解得到齿部铁耗fei F 为66.284W ，fej F 为 58.716W 。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 2.2 永磁同步电机稳态温度场 任何电机的计算和仿真模型都是有数学模型的，温度场也不例外，它的数学模型是在能量守恒定律和傅里叶定律的基础上建立起来，称为导热微分方程，其表达式见公式（1-1）。 此表达式对稳态导热或非稳态导热、一维导热或多维导热、有内源导热或无内源导热的导热过程都适用。在稳态导热过程中，温度不随时间变化，即0T τ ?=?，因此稳态导热的导热微分方程变为[17]： div(grad )0V T q λ+= (2-13) 对非稳态导热问题，一般需要定解条件，即给出初始时刻温度分布的初始条件，以及给出导热物体边界上温度或换热情况的边界条件。对于稳态导热问题，定解条件没有初始条件，仅有边界条件。导热微分方程的边界条件一般常分为三类[18]。 (1)第一类边界为已知物体边界上任何时刻的温度值，即 稳态导热：1 0S T T = (2-14) 非稳态导热：1 ()S T T τ= 式中 1S ——物体边界面； 0T ——稳态导热过程给定的温度值 (2)第二类边界为已知物体边界上任何时刻的热流密度分布，即 稳态导热：2 S q T n λ ?=? ? (2-15) 非稳态导热： () 2 S q T n τλ ?=? ? 式中 0q ——给定的通过边界面2S 的热流密度，当边界面是绝热面时，可写成 2 0S T n ?=?。 (3)第三类边界为已知物体边界与周围流体的换热系数h 及周围流体的温度f T ，即 3 ()f T h T T n s λ ??=?? (2-16) 其中稳态导热过程，h 和f T 可以是常数，而非稳态导热过程它们可以是某种随时间和位置而变化的函数。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 2.2.1等效热网络法的分析与计算 电机温升计算方法中，为了节省工作时间，却能够得到比较准确度结果，本文运用了等效热网络法对1台20kW电动车用高功率密度永磁同步电机进行了温升计算[10, 19]。 要对永磁同步电机的温度场进行网格剖分和求解，必须进行一些简化，因此提出了一些假设条件，如下： （1） 忽略电机的机械损耗不计； （2） 电机内部封闭的空间内，两侧的空腔是对称的，温度值是相同的； （3） 由于电机运行时，频率较低，因此忽略转子和永磁体产生的热量，为等效热网络中的无源节点； （4） 铜的导热系数不是无穷大，即定子轴向绕组为不等温体； （5） 电机沿圆周方向对称，认为电机在圆周方向冷却边界条件相同； （6） 定子槽内的集肤效应对绕组的影响忽略不计。 鉴于上述假设条件，现将这台电机的温度场划分为多个正交的网络，并将这些网络的中心定义为所求的温度的节点，划分的等效热网络图，如图所示： 图2-3 永磁同步电机的温度节点 定转子及转子永磁体的处理：沿轴向将定子、转子和永磁体在电枢长度上平均分为三部分。 电机机壳的处理：对应于定子节点，取相同位置的节点。由于机壳的温度不是很重要的考虑对象，因此节点数取的也相对少些。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 端部绕组的处理：两边端部各作为两个热网络，取端部中心为节点 腔内气体的处理：由于假设电机内部封闭的空间内，两侧的空腔温度值是相同的，因此取腔内任意位置为节点。 定转子间的气隙处理：将气隙在电枢长度上平均分为三部分网格，取各部分的中点为计算节点。 其中节点1、2、3、4、5、6、7、8、9、10和11为有源节点，其余为无源节点。下面对各个节点进行介绍：1-3为定子轭部，4-6、10-11为铜绕组和端部绕组，7-9为定子齿部，12-14为贴近气隙侧的转子，15-17为转子永磁体，18-20为靠近转轴侧的转子，21-22为腔内气体，23-25为定转子间的气隙，26-28为电机装配气隙，29-31为电机机壳。 由于该永磁同步电机的永磁体是内置式结构，因此永磁体与气隙不直接接触，他们之间的热传递方式主要是永磁体与转子热传导，定转子又通过气隙进行对流换热。这时就要考虑换热系数的计算方法，本文所采用的计算方法是传统的经验公式[16]。 热量的传递有三种基本方式：热传导、热对流和热辐射，具体内容详见 3.1。传导热导和对流散热热导的计算公式如（2-17）（2-18）所示： d d i S G L λ = （2-17） v v v G S α= （2-18） 式中 d G 为导热热导；v G 为对流热导；i L 为热网络两个节点的距离；v α为对流换热系数；v S 为对流接触的表面积；d S 为热传导的接触表面积；λ为热传导中材料的导热系数。 （1） 定子轭部节点1的热分析 当电机运行时，定子轭部产生的铁耗通过节点2、4、7进行热传导，通过节点26和21进行对流换热。 节点1与节点2的热导如公式（2-17）所示，中12λ为硅钢片纵向导热系数， 12S 为定子轭部的接触表面积，12L 为1/3电枢长度。 节点1与节点4的传热可以看做径向的平板传热。如图所示： 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 图2-4绕组和轭部的热网络图 则14141414G G G G ′′′′′′=++，其中14G ′为节点1与槽绝缘a 的热导，14G ′′为槽绝缘a 点与b 点的热导，14G ′′′为槽绝缘b 点与节点4的热导，计算方法均同上。其中槽内绝缘的总单位热阻为： 101i i ij i i i r δλ=++ （2-19） 式中 1i δ——槽绝缘材料的厚度； ij λ——槽绝缘材料的导热系数； f S ——定子槽满率； i K ——浸渍漆的填充系数； i λ——浸渍漆的导热系数； b ——定子槽部计算宽度，对于圆底槽112 (2)3 s s b b R b =+?，1s b ，R 为槽 尺寸； 0λ——静止油层的导热系数； i d ——漆包线外径； d ——漆包线内径； 1i λ——漆膜的导热系数。 导热面积为： 1143 i RZ L S π= （2-20） 式中 1Z ——定子槽数； i L ——定子电枢长度。 节点1与节点7的热导如公式（2-17）所示，其中17λ为硅钢片横向导热系 2017年新能源汽车电机控制器行业分析报告 2017年10月 目录 一、电机控制器原理介绍 (5) 二、电机控制器市场分析 (6) 1、受益新能源产业发展，十三五500亿市场 (6) 2、市场竞争格局：自配为主，乘用车领域逐步渗透 (9) 三、国内外差距：关键在IGBT (11) 1、电控用IGBT：十三五约120亿市场 (12) 四、发展趋势：集成化、SiC化 (16) 电池、电机和电机控制器是新能源汽车的三大核心部件。对电池而言，四大材料中正极、负极、电解液已经基本实现国产化，隔膜起步较晚，但近些年各大厂商纷纷扩产，国产化进程也明显加快。对电机而言，国内也具备了相应的研发和制造能力，峰值比功率达到 2.8- 3.0Kw/kg，接近国际先进水平，驱动电机效率与国际先进水平基本相当。 但在电机控制器上，虽然国内市场基本实现自供，但功率密度与国外差距较大，且由于电力电子技术起步晚，在IGBT 等关键零部件上自给率极低，长期以来受制于人。 差距虽大，但随着新能源汽车产业的快速发展，电控必将迎来市场红利，其关键功率器件也将得到长足发展，故本文以电控为主题，着重分析电控的市场竞争格局，以及关键技术的差距所在。 电机控制器与新能源汽车产业发展密切相关，“双积分制度”为补贴长效机制的建立和2020年200万生产目标的实现打下坚实基础，我们预计2017 至2020年我国新能源汽车产量分别达到70.3、102.0、143.8、199.7 万辆，对应的电机控制器的市场规模分别为85.81、108.19、134.92、166.15 亿元，合计495 亿元的市场空间。 自配OR第三方供应？目前我国以车企自配电控为主，自配动力系统总成通常需要很大的投入，主要是为了满足产业链体系的需求，降低生产成本。而第三方供应模式的优势在于更好的电机匹配能力，北汽、宇通等实力雄厚的厂商至今仍采取自配+外购的双模式，从市场专业化分工和资源合理配置的角度来看，第三方电控供应商仍会持 动汽车用电机的比较与选择 电动汽车的驱动电动机通常要能够频繁的启动停车、加速减速，低速或爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，并要求变速范围大而工业驱动电机通常优化在额定的工作点。因此，电动汽车驱动电动机比较独特，应 单独归为一类。它们在负载要求、技术性能以及工作环境等方面的主要区别归纳如下 电动汽车驱动电动机需要有一倍的过载转矩以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求而工业驱动电动机只要求有倍的过载转矩就可以了电动汽车驱动电动机的最高转速要求达到在公路上巡航时基速的一倍，工业驱动电动机只要求达到恒功率时基速的倍电动汽车驱动电动机应根据车型与驾驶员的驾驶习惯进行设计而工业驱动电动机通常只根据典型的工作模式进行设计即可. 电动汽车驱动电动机要求有高的功率密度和好的效率图在较宽的转速和转矩范围内都有较高的效率，从而能够降低车重，延长继驶里程而工业驱动电动机通常对功率密度、效率及成本进行综合考虑，在额定工作点附近对效率进行优化.为使多电动机协调运行，要求电动汽车驱动电动机可控性高、稳态精度高、动态性能好而工业驱动电动机只有某一种特定的性能要求.电动汽车驱动电动机往往被装在机动车上，空间小，工作在高温、坏天气及频繁震动等恶劣的工作条件下而工业驱动电动机通常在某个固定的位置工作. 电动汽车用电机的比较与选择 高功率密度、高效率、宽调速的车辆牵引电机及其控制系统既是混合动力汽车的心脏，又是混合动力汽车研制的关键技术之一。目前，可用于混合动力电驱动系统的主要有直流电机系统、感应电机系统、无刷直流电机系统、永磁同步电机系统、开关磁阻电机系统。 直流电机驱动系统 由于直流电动机励磁绕组的磁场与电枢绕组的磁场是垂直分布的，因而其控制原理非常简单。通过用永磁材料代替直流电动机的励磁绕组，由于有效地利用了径向空间，从而可使电动机的定子直径大大减小。由于永磁材料的磁导率较小，因而电枢反应减小，互感增加。但是直流电动机的主要问题是，由于有换向器和电刷，这使得它的可靠性降低，且需要定期维护。不过，由于技术成熟和控制简单，直流电动机一直在电驱动领域有着突出的地位。实际上，串励、并励、他励和永磁等各种直流电动机目前在电动汽车上都有应用。 异步电机驱动系统 由于感应电动机低成本、高可靠性及免维护等特性，因而在电动汽车驱动电动机领域里，它是应用很广的一种无换向器电动机。但传统的变频变压控制技术等，不能使感应电动机满足所要求的驱动性能。主要原因在于它的动态模型的非线性。随着微机时代的到来，采用矢量控制法控制感应电动机可以克服由于其非线性带来的控制难度。矢量控制也称为解祸控制。不过，采用矢量控制的电动汽车感应电动机在轻载及有限的恒功率工作区域运行时效率较低。 异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。异步电机矢量控制技术调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统。目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品尤其在美国，但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。最大缺点是驱动电路复杂，成本高相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。 永磁同步电机驱动系统 永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，己在国内外多种电动车辆中获得应用。 用永磁材料代替传统同步电动机的励磁绕组，永磁同步电动机就能去掉传统的电刷、滑环以及励磁绕组的铜损。永磁同步电动机由于采用正弦交流电及无刷结构，也被称为永磁无刷交流电动机或正弦永磁无刷电 摘要 近年来，电动汽车工业和新能源领域的发展越来越快，电机的性能也越来越高。高功率密度电机满足电动汽车及相关行业的发展需求，并逐渐受到业界和社会的广泛关注。本文从目前电动汽车市场上高功率密度电机的设计和应用的实际情况出发，探讨了高功率密度电机的特点、设计和高速3个方面，希望能为相关研究提供一定的参考。目前，功率密度已成为电机设计中的一个重要指标。高功率密度电机因其体积小、重量轻、效率高等优点，越来越受到研究者和生产厂家的重视。特别是在航空航天、潜艇、电动汽车等特别利用场所中，因为安置空间有限定,对电动秘密求体积更小、效力更高、重量更轻、效力更高,也便是请求机电有较高的功率密度。 关键词：电动汽车新能源电机性能高功率密度 0 引言 在目前的电机设计中，功率密度是一个不容忽视的关键点。一般来说，高功率密度电机的销售量很大，这主要是由于其重量轻，体积小。随着电动汽车工业和绿色能源相关领域的不断发展，高功率密度电机已逐渐得到应用和广泛推广。在电动汽车、航空航天等领域，高功率密度电机起着非常重要的作用，但仍需要在一定的技术水平上推广，以便更好地服务于需要的行业，发挥最大的价值，促进电动V的快速发展。电子、航空航天等相关领域。大量的研究表明，汽车的能量损失与汽车的质量成正比，车辆轻量化是降低新能源汽车能耗和增加行驶里程的重要手段。新能源纯电动汽车驱动系统通常占汽车总质量的30%-40%，驱动系统的轻量化是整车轻量化的重点之一。汽车驱动电机是新能源汽车的核心驱动部件。在有限的空间内，需要满足各工况的动态要求。因此，在较小的空间内，设计高效、安全、可靠的高功率密度电机是实现电机轻量化，降低汽车能耗的有效途径，关键问题 1 高功率密度电机的基本特点 1.1转子旋转速度快 高功率密度电机的主要特点之一是转子速度快。通常，电机转子的转速具有相对稳定的范围或值，例如，可以保持在6000 r/m iN，高功率密度电机转子的转速通常可以达到10000 r/min。在这样的高速旋转中，电机的供电频率会相应增加。正常频率下的电源频率为200 Hz，最大频率可超过1000 Hz。 1.2电磁负荷比较高 高功率密度电机的另一个特点是较高的电磁负载。与传统电机相比，高功率密度电机的电磁负荷要高得多，直接导致电机体积损失的增加，从而导致总损耗的增加。一旦电机的损耗增加，将会导致电机各部件的温度上升，这就对冷却方式提出了更加严格的要求，而如果冷却方式不合理，电机功能将会受影响 2 高功率密度电机的主要设计 2.1磁性材料 如果高功率密度电机的供电频率逐渐增加，电机铁芯的损坏也会增加，因此铁芯损耗在电机总损耗中的比例将逐渐增加。因此，电机磁芯的损耗直接与磁芯和磁芯材料的2个元素有关。电机正常工作时，铁心损耗是必不可免的，所以要采取积极的措施加以解决，从而降低铁心损耗。控制磁感应强度和降低磁感应强度可以在一定程度上降低铁芯损耗。同时，在选择芯材时，应坚持“高磁导率、低损耗”的原则，以保证芯材选择的合理性。2.2定子导线 在电动机的运行过程中，定子定子中铜的消耗可能较大，这将对电机的效率产生负面影响，因此还需要减少定子铜的消耗。从目前的情况来看，在解决高铜消耗的问题时，通常使用高导电性的导体，例如银铜合金材料的导线，这是一个理想的选择。电动汽车高功率密度驱动电机的供电方式通常是控制器或变频器，需要绝缘以保证绕组受电压的影响最大，并出现电晕。在某些情况下，可以在电机线圈中选择变频电磁线。 2.3笼型异步电机转子笼型材料 在笼型异步电动机的转子中，导杆通常由铜或铸铝制成。铜导杆和铝导条都有各自 1 引言 目前,功率密度已然成为设计电机中的一个非常有地位的指标。高功率密度电机因其体积小、重量轻、效率高等特点越来越受到研究人员和生产厂家的关注。特别是在航空航天、潜艇、电动汽车等特别利用场所中，因为安置空间有限定,对电动秘密求体积更小、效力更高、重量更轻、效力更高,也便是请求机电有较高的功率密度。因为提升电机的功率密度,应该应用下面的选择:1适当提升电机电磁选择与选择超性能的电磁素材;2选择提升电机的额定速度,转速通常可以设置上万转;3上升电机的散热性能。 高功率密度电机因为他的高速高频性质体现,和老式电机进行开始时几乎无一点相似。这篇文章通过三方面对超性能密度电机来对其讨论,所得出他的特性和体现选择。高功率密度机电因为其高速高频的特征,与传统机电在运行特征方面有很大的分歧。连系电动汽车用笼型异步机电(以特斯拉电动汽车机电为例)和永磁同步机电两种高功率密度机电,本文别离从电磁计划、机器工艺和冷却体例三方面临高功率密度机电进行了阐发,给出了其特色和计划请求。 为电动汽车的驱动电动机供给电能，电动机将电源的电能转化为机械能 出现背景正如大家所熟知的那样，机动车在行驶时，轮胎与地面之间产生的能量至今为止还在白白地被浪费着。目前机动车的动力95%以上仍是必要靠油和蔼来完成的。油和气都是不可再生的能源，随着使用和依赖的加剧，枯萎现象日趋严重，而且会造成严重的环境污染。新能源电动汽车（机动车动力收受接收转换装置，发明人：宋广杰），该项专利技术装置，经过进程特制机电作为体系配件，较好地办理了将机动车的动力收受接管并转化为电能的装配，从而，把华侈的动能很好地操纵起来，动能转化成电能后，又反馈到机动车自己举行驱动的体系装配。可以使现有的电动汽车一次充电完成后，再也不烧油和别的充电，续航本领增添100%-300%，节流本钱50%-85%。 无污染，噪声低；能源效率高，多样化；电动汽车的钻研表白，其能源效力已跨越汽油机汽车。支持续航时候和里程的电池手艺 目前良多新能源汽车的电池依旧是传统的铅蓄电池，无论从重量、蓄电量还是安全性角度恍如都是与新能源汽车的初志所矛盾的。是以若是没法在汽车电能贮存技术上冲破瓶颈，开辟划时代的产物，就没法让新能源汽车得以真正的广泛应用。今朝在这一开辟层面上手艺相对于进步前辈的可以参考特斯拉电动汽车，它经由过程将汽车底盘与电池融会的体例来减缓这一抵牾。当然，特斯拉电动车在安全性等其他方面也存在着巨大问题，因此它也一直没有能够广泛销售。 新能源汽车电机驱动系统关键技术展望新能源汽车电机驱动系统关键技术展望[J]. 科学导报·学术, 2019年第32期摘要：本文探讨了新能源汽车电机驱动系统的关键技术及发展趋势，包括驱动控制器中的功率半导体器件及封装、智能门极驱动、基于器件的系统集成设计，以及驱动电机中的扁铜线、多相永磁电机、永磁同步磁阻电机等关键技术。其中，着重介绍了当前车用电机驱动技术的发展趋势，并指出永磁同步电机在未来10年内将依然是新能源汽车市场的主流驱动电机。同时，通过横向比较指出当前我国在驱动电机发展道路上所面临的关键问题，可以为我国未来新能源汽车技术发展提供一定参考。 关键词：新能源汽车；电机驱动系统；永磁同步电机 1、前言 随着人们生活水平的提高，汽车逐渐走进千家万户，但是环境污染问题也随之加重。发展的问题只能靠发展来解决。汽车尾气是影响空气质量的重要因素，为了缓解能源紧缺，减少环境污染，新能源汽车应运而生。但是新能源汽车发展受到技术的掣肘，新能源汽车电机驱动系统控制技术作为新能源机车发展的关键技术，尚未成熟，仍需继续探索和优化。 2、新能源汽车技术的发展前景 2.1新能源汽车质量发展 未来，新能源汽车技术必然会向环保方向逐渐演变和深化，于是减少能耗就要求减少小汽车本身的质量。有研究数据显示，内燃机汽车减少10%的汽车质量就能减少燃油消耗量的7%，这也决定了新能源汽车将向轻量化发展，以提高新能源汽车续航能力与动力性。新能源汽车轻量化发展指的是汽车的车身设计，此外还有电池、传动设备等，今后的汽车制造还需使用更多新型的轻质材料，如铝合金、高性能钢、其他复合材料，而相关企业也要从新能源汽车结构上进行改进，确保轻量化的基础上保障汽车结构的完整和性能强度提升，进而提高新能源汽车生产率，使其受到更多消费者的青睐。 2.2新能源汽车电池发展 电池是新能源汽车的核心，其产生的动力均依靠电池，对电池的制造要注重工艺与成本的结合。实际上，不少电池制造企业在工艺与成本的新能源电池提供 目录 摘要.................................................................................................................................. I Abstract............................................................................................................................. I I 目录................................................................................................................................III 第一章绪论.. (1) 1.1 课题研究背景及意义 (1) 1.2 电动汽车及其驱动电机发展现状 (2) 1.2.1 电动汽车发展现状 (2) 1.2.2 电动汽车驱动电机种类 (3) 1.3 电动汽车用永磁电机发展现状 (5) 1.3.1 国外电动汽车永磁电机发展状况 (5) 1.3.2 国内电动汽车用永磁电机发展状况 (7) 1.3.3 永磁同步电机功率密度研究现状 (8) 1.4 本课题主要研究内容 (9) 第二章电动车用驱动电机工作原理分析 (10) 2.1 电动汽车驱动系统特性分析 (10) 2.2 电动车用永磁电机分析 (11) 2.1.1 永磁同步电机工作原理 (11) 2.1.2 永磁同步电机参数对电机性能的影响 (15) 2.3 本章小结 (18) 第三章电动汽车用永磁同步电机设计 (19) 3.1 永磁同步电机性能参数选取 (19) 3.1.1 电动汽车不同工况下永磁电机运行状态分析 (19) 3.1.2 电动车用永磁同步电机性能参数匹配 (21) 3.1.3 永磁同步电机性能参数选取 (23) 3.2 永磁同步电机设计 (24) 3.2.1 永磁同步电机结构选型 (25) 3.2.2 主要尺寸计算 (28) 3.2.3 永磁体尺寸计算 (29) 3.2.3 定子冲片设计 (30) 3.2.4 电枢绕组参数计算 (32) 3.2.5 电枢绕组嵌线设计 (33) 3.2.6 永磁同步电机样机参数汇总 (34) 新能源汽车驱动电机系统技术 与产业发展 应红亮 上海电驱动股份有限公司 国家节能与新能源汽车重大工程 我国新能源汽车市场快速增长 ? 2016年，我国新能源汽车产销量达到50万辆，占2016年汽车市场份额的1.8%，新能源汽车保有量达到100万辆规模； ? 2017年，受新能源汽车推广目录重审和新的补贴政策影响，新能源汽车增长相对平缓，1~8月产销总量达到32万辆，总量较去年同期持续增长，全年预期60~70万辆。 32.0 我国新能源汽车国际地位逐步攀升 我国新能源汽车市场发展需求预测 2030年，新能源汽车年销量占汽车总 体需求量比例将超过40%，规模达千 万辆级，保有量超过5000万辆2025年，新能源汽车年销量占汽车总体需求量 比例将超过15%，规模为500万辆左右 2020年，新能源汽车年销量将占汽车总体需求 量的7%以上，规模为200万辆以上 高密度、小型化、轻量化：采用强制水冷结构、高电磁负荷、高性能磁钢、高转速等技术，实现电机小型轻量化和高密度化。 高效率：采用稀土永磁和电磁设计优化，驱动电机的最高效率可达到97%，电机超过85%的高效率区达到80%以上。 低速大出力、高速恒功率宽调速：在车辆起步和行车要求高转矩，高速运行时能够进行恒功率输出，电机调速范围达到1:3到1:4以上。 可靠性、耐久性、适应性：车用电机处于振动大、冲击大、灰尘多、温湿度变化大的环境下运行，要求电机系统具有耐冲击和环境适应性。 低噪声与低成本：电机成本的高低是决定电动汽车是否能够产业化的重要因素；电动汽车NVH技术是整车研发的重要衡量指标。 目录 摘要 ............................................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................................... I I 第1章绪论 . (1) 1.1 课题背景与研究意义 (1) 1.2 国内外的研究现状与简析 (1) 1.2.1 全电飞机研究现状 (1) 1.2.2 全电飞机用电机研究现状 (3) 1.3 本文的主要研究内容 (7) 第2章高功率密度永磁同步电机设计 (8) 2.1 引言 (8) 2.2 高功率密度永磁同步电机的技术要求 (8) 2.3 高功率密度永磁同步电机结构设计与分析 (9) 2.3.1 转子磁路结构设计分析 (9) 2.3.2 绕组结构的设计分析 (11) 2.3.3 极槽配合的设计分析 (12) 2.4 高功率密度永磁同步电机主要特性的计算 (13) 2.4.1 反电势计算分析 (13) 2.4.2 电磁转矩的计算 (13) 2.4.3 电磁转矩特性的分析 (14) 2.5 本章小结 (15) 第3章高功率密度永磁同步电机转矩脉动分析 (16) 3.1 引言 (16) 3.2 转矩特性计算 (16) 3.2.1 齿槽转矩的计算 (16) 3.2.2 电磁转矩的计算 (17) 3.3 高功率密度永磁同步电机齿槽转矩分析 (18) 3.3.1 槽口宽度对齿槽转矩的影响 (18) 3.3.2 槽口高度对齿槽转矩的影响 (20) 3.3.3 永磁体形状对齿槽转矩的影响 (20) 3.3.4 充磁方向对齿槽转矩的影响 (21) 3.4 高功率密度永磁同步电机转矩脉动分析 (24) 3.4.1 槽口宽度和槽口高度对转矩的影响 (24) 几种常用电动汽车的驱动系统的比较及永磁同步电动机的相对优势 2012年1月30日 电动汽车用永磁同步电机的发展分析 彭海涛，何志伟，余海阔 (华南理工夫学电力学院，广州510640) 摘要：简要的比较了几种常用电动汽车的驱动系统，并指出了永磁同步电动机的优势。在各类驱动电机中，永磁同步电机能量密度高，效率高、体积小、惯性低、响应快，有很好的应用前景，介绍了电动车驱动用永磁同步电机的目前研究状况以及目前的研究热点和发展趋势。关键词：电动汽车；永磁同步电机；弱磁控制；控制策略；应用 中圈分类号：TM351, TM341 文献标志码：A 文章编号：1001—6848[2010)06-0078-04 O引言 电动汽车具有低噪声、零排放、高效、节能及能源多样他和综合利用等显著优点，成为各国开发的主流。电动汽车的发展有赖于技术的进步，尤其是需要进一步提高其驱动系统的性能。电动汽车对其驱动系统的要求是转矩控制能力良好，转矩密度高，运行可靠性及在整个调速范围内的效率尽可能高，从而保证车辆具有良好的动力性能和操控性，同时在车载动力电池未能取得突破的情况下，延长车辆的续驶里程。研究并开发出高水平的电机驱动控制系统，对提高我国电动汽车驱动系统水平及电动汽车的产业化具有重要意义[2]。 随着永磁材料性能的提高和成本的降低，永磁同步电动机以其高效率、高功率因数和高功率密度等优点，正逐渐成为电动汽车驱动系统的主流电机之一。 1电动汽车用电动机及驱动系统比较 电气驱动系统作为现代电动汽车的核心，主要包括：电动机、功率电子元器件及控制部分。评价电动车的电气驱动系统实质上主要就是对不同电动机及其控制方式进行比较和分析。目前正在应用或开发的电动车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁电动机(PM)、开关磁阻电动机(SRM)网类。下面分别对几种电气驱动系统进行简要分析和说明，其总体比较见表l。 1.1直流电动机驱动系统 在电动汽车领域最早使用的就是直流电动机。直流电动机结构简单，易于控制，具有良好的电磁转矩控制特性，但是由于采用机械换向结构，维护困难，并产生火花，容易对无线电产 新能源汽车用高功率密度驱动电机设计方法 c_dj8 来源| 网络 编辑| 旺材小编，转载请注明出处大量研究表明，汽车能量损耗与汽车质量成正比关系，汽车轻量化是降低新能源汽车能量损耗，提高行驶里程的重要手段。新能源纯电动汽车驱动系统通常占汽车总质量的30%-40%，驱动系统的轻量化是整车轻量化的重点之一。汽车驱动电机是新能源汽车的核心驱动部件，需要在有限的布置空间内，满足汽车各个工况的动力性要求，因此在更小的空间内，设计高效、安全、可靠的高功率密度电机，是实现电机轻量化，降低汽车能量损耗，需要解决的重点问题。 电机功率密度的提高一般采用两用途径：1）提高电机转矩密度；2）电机高速化，从这两种途径出发，本文针对电机设计过程中定转子结构设计、电机材料选择、电机损耗与温升以及电机振动噪声，四个方面对实现电机轻量化，提高电机功率密度和体积密度，进行分析。1 电机结构设计1.1 车用驱动电机设计流程电动汽车性能的优劣，取决于核心部件驱动电机是电动汽车的设计。电动汽车驱动电机的研究是电动汽车研究领域最重要的方向之一。电动汽车对电机的性能要求是：基速以下具有恒转矩特性和较高的转矩过载倍 数，以适应快速起动、加速、负荷爬坡、频繁起停等要求；基速以上具有宽范围的恒功率特性和较大的弱磁扩速比，以适应最高车速和超车等要求；在大部分运行范围内效率最优化，以节约能源。 车用新能源驱动电机设计具有整车预留布置空间小，工作环境极其恶劣的特点，在新能源电动轿车设计中该特点表现尤为明显。传统的稳态电机设计方法难以满足电动汽车驱动电机的复杂要求，不能很好地显示出电动汽车驱动电机的特点。因此，在车用驱动电机设计中应该充分考虑过载倍数、弱磁扩速比、高效区等电动汽车驱动电机的特征设计参数，针对电动汽车的不同运行工况对电机设计所带来的影响进行分 析和优化。另外，在新能源轿车用驱动电机设计中，还应 该按照图1所示的设计流程进行驱动电机设计。根据永磁同步电动机（PMSM）的性能要求，首先借助于设计软件对电机的几何形状、尺寸及材料选择进行初始设计得到设计参数，通过有限元方法进行性能预测计算。性能预测计算、性能评估和参数设计之间需要反复重新计算直到找到最优设计，最后通过样机实验对驱动电机设计结果进行分析和验证。 1.2电机定子结构设计1）长径比选择在电机设计过程中，随着电机长径比的增加，体积增大，转子体积不变，转子转动惯量降低，电机用铜量增加。由于整车设计中驱动电机布置空间有限，在满足整车空间布局的条件下，综合电机控制 电动汽车电机控制器 一、电机控制器的概述 根据GB/T18488.1-2001《电动汽车用电机及其控制器技术条件》对电机控制器的定义，电机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。 电机、驱动器和电机控制器作为电动汽车的主要部件,在电动汽车整车系统中起着非常重要的作用,其相关领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。 二、电机控制器的原理 图1汽车电机控制器原理图 电机控制器作为整个制动系统的控制中心，它由逆变器和控制器两部分组成。逆变器接收电池输送过来的直流电电能，逆变成三相交流电给汽车电机提供电源。控制器接受电机转速等信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，控制器控制变频器频率的升降，从而达到加速或者减速的目的。 三、电机控制器的分类 1、直流电机驱动系统 电机控制器一般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方式，控制技术简单、成熟、成本低，但效率低、体积大等缺点。 2、交流感应电机驱动系统 电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速，采用矢量控制或直接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应。 3、交流永磁电机驱动系统 包括正弦波永磁同步电机驱动系统和梯形波无刷直流电机驱动系统，其中正弦波永磁同步电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速；梯形波无刷直流电机控制通常采用“弱磁调速”方式实现电机的控制。由于正弦波永磁同步电机驱动系统低速转矩脉动小且高速恒功率区调速更稳定，因此比梯形波无刷直流电机驰动系统具有更好的应用前景。 4、开关磁阻电机驱动系统 开关磁阻电机驱动系统的电机控制一般采用模糊滑模控制方法。目前纯电动汽车所用电机均为永磁同步电机，交流永磁电机采用稀土永磁体励磁，与感应电机相比不需要励磁电路，具有效率高、功率密度大、控制精度高、转矩脉动小等特点。 四、电动控制器的相关术语 1、额定功率：在额定条件下的输出功率。 2、峰值功率：在规定的持续时间内，电机允许的最大输出功率。 3、额定转速：额定功率下电机的转速。 4、最高工作转速：相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。 5、额定转矩：电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。 6、峰值转矩：电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。 7、电机及控制器整体效率：电机转轴输出功率除以控制器输入功率再乘以100%。 纯电动客车电机控制器设计方案 摘要：依思普林产品采用自主开发的1200V/400-800A六单元IPM模块，电机控制器结构完全针对电动客车应用设计，具有体积小、重量轻、功率密度高、温升低（控制器内部温升比市场同类产品低30℃以上）、长期可靠性高的特点，产品性能达到国际先进水平。 关键词：纯电动客车；电机控制器；设计方案 早在2010年，我在一次去瑞士考察时，走在苏黎世大街上，整洁的大街上几乎看不到燃油车，简直就是有轨电车的天下，恍惚间让我看到八九十年代老北京什刹海的景色，干净的空气让我流连！在回来不久后我就成立了深圳市依思普林科技有限公司，专注从事新能源汽车核心部件的研发。 依思普林目前拥有多名IGBT模块及电机控制器开发经验技术人员，团队所研发的电机控制器，性能覆盖540V/200kW以内所有新能源电动客车车型，功率范围在80kw-200kw。产品采用自主开发的1200V/400-800A六单元IPM模块，电机控制器结构完全针对电动客车应用设计，具有体积小、重量轻、功率密度高、温升低（控制器内部温升比市场同类产品低30℃以上）、长期可靠性高的特点，产品性能国内领先，达到国际先进水平。 一、控制器外观结构及技术参数 图1-1 电机控制器内部结构 图1-2 电机控制器外形图 电机控制器技术参数如下表： 表1-1 电机控制器技术参数二、电动客车电控整体解决方案 三、主要技术创新点： 1、造型新颖 依思普林电机控制器的箱体是铝合金一体压铸，防护等级达到IP67。体积小，重量轻，造型新颖，突出了“绿色、环保”的主题。 2、自主知识产权汽车级大功率IGBT模块技术 目前国内市场上电机控制器多采用标准封装的工业级的IGBT模块，由于模块不是针对电动客车应用设计，IGBT模块采用的材料、结构及长期可靠性均无法满足电动客车的应用要求， 新能源汽车用高功率密度驱动电机研究 大量研究表明，汽车能量损耗与汽车质量成正比关系，汽车轻量化是降低新能源汽车能量损耗，提高行驶里程的重要手段。新能源纯电动汽车驱动系统通常占汽车总质量的30%-40%，驱动系统的轻量化是整车轻量化的重点之一。汽车驱动电机是新能源汽车的核心驱动部件，需要在有限的布置空间内，满足汽车各个工况的动力性要求，因此在更小的空间内，设计高效、安全、可靠的高功率密度电机，是实现电机轻量化，降低汽车能量损耗，需要解决的重点问 题。 电机功率密度的提高一般采用两用途径：1）提高电机转矩密度；2）电机高速化，从这两种途径出发，本文针对电机设计过程中定转子结构设计、电机材料选择、电机损耗与温升以及电机振动噪声，四个方面对实现电机轻量化，提高电机功率密度和体积密度，进行分析。 1 电机结构设计 1.1 车用驱动电机设计流程 电动汽车性能的优劣，取决于核心部件驱动电机是电动汽车的设计。电动汽车驱动电机的研究是电动汽车研究领域最重要的方向之一。 电动汽车对电机的性能要求是：基速以下具有恒转矩特性和较高的转矩过载倍数，以适应快速起动、加速、负荷爬坡、频繁起停等要求；基速以上具有宽范围的恒功率特性和较大的弱磁扩速比，以适应最高车速和超车等要求；在大部分运行范围内效率最优化，以节约能源。 车用新能源驱动电机设计具有整车预留布置空间小，工作环境极其恶劣的特点，在新能源电动轿车设计中该特点表现尤为明显。传统的稳态电机设计方法难以满足电动汽车驱动电机的复杂要求，不能很好地显示出电动汽车驱动电机的特点。因此，在车用驱动电机设计中应该充分考虑过载倍数、弱磁扩速比、高效区等电动汽车驱动电机的特征设计参数，针对电动汽车的不同运行工况对电机设计所带来的影响进行分析和优化。 另外，在新能源轿车用驱动电机设计中，还应该按照图1所示的设计流程进行驱动电机设计。根据永磁同步电动机（PMSM）的性能要求，首先借助于设计软件对电机的几何形状、尺寸及材料选择进行初始设计得到设计参数，通过有限元方法进行性能预测计算。性能预测计算、性能评估和参数设计之间需要反复重新计算直到找到最优设计，最后通过样机实验对驱动电机设计结果进行分析和验证。 新能源汽车电机驱动系统关键技术解析 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 近年随着我国交通事业的飞速发展，交通领域成为我国能耗增长最快的领域。能源危机和环境污染的加剧，使电动汽车研发成为世界汽车工业可持续发展的战略性项目，世界各国也普遍将发展电动汽车确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。1881 年，第一辆电动汽车由法国工程师古斯塔夫. 士维（GustaveTrouve）制造问世，它是采用铅酸蓄电池供电，由0.1 hp（英制马力，1 hp=745.7 W）的直流电机驱动的三轮电动汽车，整车及其驾驶员的重量约160 kg。两位英国教授在1883年制成了相似的电动汽车。因当时该应用技术尚未成熟到足以与马车竞争，因此这些早期构造并没有引起公众很多的注意。 20 世纪40 年代之后，半导体技术快速发展，随后出现的晶闸管、三极管，尤其是在20 世纪80年代问世的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为电机调速与控制提供了便利，同时伴以电力电子技术的快速发展，为以电能为能源的电机取代以石油为能源的内燃机提供了技术基础。 一、电动汽车分类 根据国标GB/T 19596-2004 电动汽车术语，电动汽车可分为由动动力电池提供能源的纯电动汽车、电机和内燃机共存的混合动力汽车和以燃料电池为能源的燃料电池 电动汽车，这三类电动汽车均采用一个及以上的电机驱动系统将电能转换为机械能，进而驱动汽车，同时回收刹车的制动能量，从而实现了能量利用率的提升。 1. 纯电动汽车 纯电动汽车由电机驱动汽车，能量完全由二次电池（如铅酸电池、镍镐电池、镍氢电池或锂离子电池）提供。由于一次石化能源的日趋匮乏，纯电动汽车被认为是汽车工业的未来。典型的纯电动汽车动力结构如图1 所示。电池组的电能通过充电系统在车辆行驶一定里程后进行补充。纯电动汽车的特点是车辆 实现零排放，不依赖汽油，完全采用电能驱动车辆，但是由于蓄电池的能量密度和功率密度比汽油或柴油低很多，因此纯电动汽车的连续行驶里程有限。 2. 混合动力汽车 混合动力汽车按动力总成结构及能量流传递方案不同，可分为串联、并联及混联三种混合动力方式。串联混合动力车辆中，发动机动力与电动机动力通过电气系统传递；并联和混联混合动力车辆中，发动机动力与电动机动力通过一个专门的机电耦合机构实现向车轮的传递，常用的机电耦合机构包括行星齿轮耦合、变速器耦合及离合器耦合等。 串联式混合动力系统的动力总成，发动机的机械能通过发电机转化为电能，电动机将电能转换为机械能传到驱动桥，驱动桥和发动机之间没有直接的机械连接。该方案的优点是系统控制简单，缺点是难以应对复杂路况，电池充放电压力较大，电池寿命要求较高。 电动汽车用驱动电机系统的现状及发展趋势 电动汽车用驱动电机系统的现状及发展趋势 中国汽车技术研究中心窦汝振李磊宋建锋 摘要：介绍了我国电动汽车用驱动电机系统的研发现状,以及车用系统与普通工业用系统间的差异,指出了发展趋势。 1 引言 我国汽车工业的发展面临着来自能源安全、环境保护和气候变化等可持续发展要求的多重挑战。随着近几年汽车保有量的快速增加，汽车能源消耗增长呈现加速趋势，进一步加剧了我国石油供需矛盾。在当前石油资源日益紧张，价格不断攀升的国际形势下，发展电动汽车特别是混合动力汽车是缓解我国石油资源短缺现状的有效途径，也是增强我国汽车工业核心竞争力的重大战略举措。 经过“八五”、“九五”规划的实施，特别是“十五”国家863电动汽车重大专项,我国已实现了官、产、学、研的资源整合,具有了电动汽车用驱动电机系统自主研发能力。在国家“三纵三横”总体布局中(如附图所示),驱动电机及其控制系统被列为“三横”中的共性技术之一。 附图国家“十五”电动汽车重大专项布局示意 2 电动汽车用驱动电机系统的特点及分类 电动汽车对驱动电机系统的要求至少包括： （1）基速以下输出大转矩，以适应车辆的启动、加速、负荷爬坡、频繁起停等复杂工况； （2）基速以上为恒功率运行，以适应最高车速、超车等要求； （3）全转速运行范围内的效率最优化，以提高车辆的续驶里程； （4）结构坚固、体积小、重量轻、良好的环境适应性和高可靠性； （5）低成本及大批量生产能力。 电动汽车最早采用了直流电机系统,特点是成本低、控制简单,但重量大,需要定期维护。随电力电子技术、自动控制技术、计算机控制技术的发展,包括异步电机及永磁电机在内的交流电机系统体现出比直流电机系统更加优越的性能,目前已逐步取代了直流电机控制系统。特别是借助于设计方法、开发工具及永磁材料的不断进步,用于驱动的永磁同步电动机得到了飞速发展。 电动汽车中常用的交流电机主要有异步、永磁、开关磁阻三大类型，其特点如表1所示。 电机控制器发展现状及研究意义 一、盘式永磁电机的发展情况及研究现状 盘式电机的气隙是平面型的，气隙磁场是轴向的，所以又被称为轴向磁场电机。法拉第发明的世界上第一台电机就是轴向磁场电机，但是由于它的定、转子之间存在轴向磁吸力以及制造复杂等缺点，使得盘式电机未能得到进一步的发展，而被以后发展起来的常规电机又称为径向磁场电机所取代，可是常规电机也并非十全十美，由于齿根部存在“瓶颈”现象，致使电机的散热、铁心利用率低等问题一直困扰着电机工程人员，而这些问题只有从结构上进行彻底的变化才能解决，于是20世纪40年代起，轴向磁场电机又重新受到了电机界的重视。实际的研究结果表明，轴向磁场电机不仅具有较高的功率密度，而且在一些特殊应用场合，它还具有明显的优越性。（吴畏，许锦兴，林金铭.盘式永磁同步电动机及其发展.电工技术杂志，1990，2:10~13.） 随着数控机床、工业机器人、机械手、计算机及其外围设备等高科技产品的兴起和特殊应用如雷达、卫星天线等跟踪系统的需要，人们对伺服驱动电机小型化、薄型化、低噪声的呼声愈来愈高，对电机的结构和体积也提出了更高的要求。世界上一些先进的工业国家从20世纪80年代初期起，就已经开始研制盘式永磁电机。由于它结合了永磁电机和盘式电机的优点，使得该类电机既具有永磁电机结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高的优点，又同时具有盘式电机轴向尺寸短、结构紧凑、硅钢片利用率高、工艺简单、功率密度高、转动惯量小的特点，因此，该类电机在国内外迅速地得到了广泛应用。目前在不同种类、不同结构的盘式永磁电机中尤以盘式永磁直流电动机、盘式永磁同步电动机和盘式无刷直流电动机应用最为广泛。 上世纪70年代初期，盘式电机首先以直流电机的形式应用于电车、水泵、吊扇和家用电器等场合。1973年，英国的Keiper F率先指出了盘式轴向磁场结构的优越性，从而引起了电机界的极大兴趣，从70年代末期起，人们开始将盘式电机研究的方向转向盘式永磁同步电机。1978年，意大利比萨大学的Bramanti A 教授首次提出了制造轴向气隙同步电动机的几种方法，探讨论了轴向磁场同步电机的特性，并且制造论文一台双定子单隐极转子的实验样机。1979年，联邦德国布伦瑞克大学的Weh H教授给出了双转子单定子盘式永磁同步电机电磁场的计算的解析法，并导出了电机的稳态、瞬态参数和特性方程。1985年，美国弗吉尼亚理工大学的Krishnan R教授对伺服驱动用的盘式永磁同步电动机进行了全面的介绍，通过对各种径、轴向磁场电机的性能进行比较，展现了盘式永磁同步电机的优越性。（Krishnan R，Beutler A J.Performance and design of an axial field permanent magnet synchronous motor servo drive.IEEE Industry Applications Annual Meeting，1985:634~640.）2001年，Metin Aydin和Surong Hung对环形有槽和无槽盘式永磁电机进行了深入的研究并推导出了用于环形盘式永磁同步电机的方程（Aydin M，Hung S，Thomas A.Design and 3D electromagnetic field analysis of non-slotted and slotted TO-RUS type axial flux surface mounted permanent magnet disc machines.IEEE Electric Machines and Drives Conference，2001:645~651）。2004年，意大利的Federico Caricchi，Fabio Giulii Capponi等对盘式永磁电机的空载损耗和脉动转矩通过试验和磁场分析的方法进行了深入地研究。（Caricchi F，Capponi F G，Crescimbini F，et al.Experimental study on reducing cogging torque and no load power loss in axial-flux permanent magnet machines with slotted winding.IEEE Transactions on Industry Applications，2004，40(4):1066~1075.）随着市场的需要和设计研究辅助工具的提高，近几年来，国外又涌现出了许多新型的盘式永磁电机。 图1-1所示为Briggs和Stratton研制的一种新型盘式永磁直流电动机(Etek)，该电机利用铜条代替了传统电机中的铜制导线，与产生相同电磁转矩的传统绕线式直流电机相比，该 ? 31 ? 25卷第2期 (总146期) 近年随着我国交通事业的飞速发展，交通领域成为我国能耗增长最快的领域。能源危机和环境污染的加剧，使电动汽车研发成为世界汽车工业可持续发展的战略性项目，世界各国也普遍将发展电动汽车确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。 1881年，第一辆电动汽车由法国工程师古斯塔夫.士维（Gustave Trouve ）制造问世，它是采用铅酸蓄电池供电，由0.1 hp （英制马力，1 hp=745.7 W ）的直流电机驱动的三轮电动汽车，整车及其驾驶员的重量约160 kg 。两位英国教授在1883年制成了相似的电动汽车。因当时该应用技术尚未成熟到足以与马车竞争，因此这些早期构造并没有引起公众很多的注意。 20世纪40年代之后，半导体技术快速发展，随后出现的晶闸管、三极管，尤其是在20世纪80年代问世的绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）为电机调速与控制提供了便利，同时伴以电力电子技术的快速发展，为以电能为能源的电机取代以石油为能源的内燃机提供了技术基础。 一、电动汽车分类 根据国标GB/T 19596-2004电动汽车术语，电动汽车可分为由动 电动汽车电机驱动系统 关键技术 孔 亮 力电池提供能源的纯电动汽车、电机和内燃机共存的混合动力汽车和以燃料电池为能源的燃料电池电动汽车，这三类电动汽车均采用一个及以上的电机驱动系统将电能转换为机械能，进而驱动汽车，同时回收刹车的制动能量，从而实现了能量利用率的提升。 1. 纯电动汽车 纯电动汽车由电机驱动汽车，能量完全由二次电池（如铅酸电池、镍镐电池、镍氢电池或锂离子电池）提供。由于一次石化能源的日趋匮乏，纯电动汽车被认为是汽车工业的未来。典型的纯电动汽车动力结构如图1所示。电池组的电能通过充电系统在车辆行驶一定里程后进行补充。纯电动汽车的特点是车辆实现零排放，不依赖汽油，完全采用电能驱动车辆，但是由于蓄电池的能量密度和功率密度比汽油或柴油低很多，因此纯电动汽车的连续行驶里程有限。 2. 混合动力汽车 混合动力汽车按动力总成结 构及能量流传递方案不同，可分为串联、并联及混联三种混合动力方式。串联混合动力车辆中，发动机动力与电动机动力通过电气系统传递；并联和混联混合动力车辆中，发动机动力与电动机动力通过一个专门的机电耦合机构实现向车轮的传递，常用的机电耦合机构包括行星齿轮耦合、变速器耦合及离合器 耦合等。 串联式混合动力系统的动力总成如图2所示，发动机的机械能 通过发电机转化为电能，电动机将电能转换为机械能传到驱动桥，驱动桥和发动机之间没有直接的机械连接。该方案的优点是系统控制简单，缺点是难以应对复杂路况，电池充放电压力较大，电池寿命要求较高。 典型的并联式混合动力系统如图3所示，电机与发动机通过齿轮减速机构实现动力耦合。并联混合动力具有三种驱动模式：发动机单独驱动，电动机单独驱动，发动机和电动机混合驱动。并联式混合 图 1 纯电动汽车动力总成结构2017年新能源汽车电机控制器行业分析报告
几种驱动电动机的比较
电动汽车用高功率密度电机关键技术
电动汽车用高功率密度电机关键技术
新能源汽车电机驱动系统关键技术展望[J]. 科学导报·学术, 2019年第32期
电动车用高功率密度永磁电机及控制技术研究
新能源汽车驱动电机系统技术与产业发展(上海电驱动应红亮)
全电飞机用高功率密度永磁同步电机研究
几种常用电动汽车的驱动系统的比较及永磁同步电动机的相对优势
新能源汽车用高功率密度驱动电机设计方法
电动汽车电机控制器
纯电动客车电机控制器设计方案..
新能源汽车用高功率密度驱动电机设计方法要点
新能源汽车电机驱动系统关键技术解析【干货】
电动汽车用驱动电机系统的现状及发展趋势
电机控制器发展现状及研究意义
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