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
一文精通新能源汽车电机电控系统 新能源电动汽车性能还有巨大的提升空间，大家往往最关注电池，作为决定电动汽车性能的关键部件，本文详细说说电机电控。 一、电机电控的重要性 新能源汽车作为传统燃油汽车的替代品，其主要电气系统即为在传统汽车“三小电”(空调、转向、制动)基础上延伸产生的电动动力总成系统“三大电”——电池、电机、电控。其中，电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。 同时，新能源汽车电机、电控系统面临的工况相对复杂：需要能够频繁起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速范围；混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。此外，电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。因此，电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求： 其一，驱动电机要有更高的能量密度，实现轻量化、低成本，适应有限的车内空间，同时要具有能量回馈能力，降低整车能耗； 第二，驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩，以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能； 第三，电控系统要有高控制精度、高动态响应速率，并同时提供高安全性和可靠性。 电机电控系统作为新能源汽车产业链的重要一环，其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。目前，国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控核心组件如IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。随着国内电机电控系统产业链的逐步完善，电机电控系统的国产化率逐步提高，电机电控市场具有的增速有望超过新能源汽车整车市场的增速。 电池、电机、电控在新能源汽车中的应用 此外，随着整车车体结构轻量化的推进，电池、电机、电控系统在新能源汽车整车中的成本占比也逐渐上升。根据Argonne国家实验室统计数据，新能源汽车动力总成(电机、电控、变速器)的成本分别占整车成本的15.67%(轿车)和13.69%(小型
新能源汽车驱动电机发展趋势 容来源网络，由“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、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在机械展. 随着全球汽车电动化渗透率的不断提高，驱动电机行业将会迎来整体规模的迅速扩。在这一过程当中，具备规模效应和技术优势的第三方电机制造商将有机会迅速扩大市场份额，收获业绩的大幅增长。 全球驱动电机市场趋势 根据估测，随着全球汽车电动化快速推进，新能源汽车电机系统市场将随之快速扩，市场规模有望从2015年的$23亿增长到2030年的$318亿。 新能源汽车电机系统主要包括电动机和逆变器两部分，虽然同其他大部分汽车零部件一样，这两部分部件长期都面临降价压力，但是由于新能源汽车总量的上升，行业总体还是具备较大上升空间。我们预期到2030年市场规模年均增速将在18%-20%左右。 系统单价方面，电机系统整体往高功率方向发展的同时也带来了装配价格的提升。
根据估测，在中性假设条件下，2030年电动车销量将达到2000万台，约占当年乘用车总销量的16%-18%。然而，如果放到乐观情景下，即电池价格大幅下滑，且环保政策更加严厉的条件下，电动车销量增长的速度有可能大幅上升，我们预期在乐观情况下新能源汽车年销总量有可能达到3000万台的水平，约占当年汽车销量的25%-27%。 预计单电机混动车的功率需求大约在30kw左右(平均价格约$200-$300)，双电机插电混功率约为50-100kw(平均价格$800-$1000)，纯电动车的电机功率约为200kw(平均价格$1000-$1500)。 电动机市场情况 我们预计到2030年电动机(不包括逆变器)的销量年均增速将达到18%，到2030年行业整体销量达到$195亿，相较2015年$12亿的水平扩展近17倍。
11KW 变频起动永磁同步电动机电磁设计程序 及电磁仿真 1永磁同步电动机电磁设计程序 1.1额定数据和技术要求 除特殊注明外，电磁计算程序中的单位均按目前电机行业电磁计算时习惯使用的单位，尺寸以cm(厘米)、面积以cm 2(平方厘米)、电压以V （伏）、电流以A （安）、功率和损耗以（瓦）、电阻和电抗以Ω（欧姆）、磁通以Wb(韦伯)、磁密以T(特斯拉)、磁场强度以A/cm(安培/厘米)、转矩以N （牛顿）为单位。 1额定功率kw P n 11= 2相数 31=m 3额定线电压V U N 3801= 额定相电压Y 接法V U U N N 39.2193/1== 4额定频率50f HZ = 5电动机的极对数P =2 6额定效率87.0, =N η 7额定功率因数78.0cos , =N ? 8失步转矩倍数2.2* =poN T 9起动转矩倍数2.2* =stN T 10起动电流倍数2.2* =stN I 11额定相电流62.2478.087.039.21931011cos 105 , ,15=????=?=A U m P I N N N N N ?η 12额定转速1000=N n r/min 13额定转矩m N n P T N N N .039.1051000 11 55.91055.93=?=?=
14绝缘等级:B 级 15绕组形式:双层叠绕Y 接法 1.2主要尺寸 16铁心材料DW540-50硅钢片 17转子磁路结构形式:表贴式 18气隙长度cm 07.0=δ 19定子外径cm D 261= 20定子内径cm D i 181= 21转子外径86.17)07.0218(212=?-=-=cm D D i δ 22转子内径cm D i 62= 23定,转子铁心长度cm l l 1521== 24铁心计算长度cm l l a 152== 铁心有效长度cm cm l l a ef 14.15)07.0215(2=?+=+=δ 25定子槽数136Q = 26定子每极每相槽数332/362/11??==p m Q q =2 27极距cm P D i p 728.932/1814.32/1=??==πτ 28定子槽形:梨形槽 定子槽尺寸 cm h cm r cm b cm b cm h 72.153.078.038.008.002110101===== 29定子齿距cm Q D t i 5708.136 181 1 1== = π π
新能源汽车驱动电机发展趋势【干货】
新能源汽车驱动电机发展趋势 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、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. 随着全球汽车电动化渗透率的不断提高，驱动电机行业将会迎来整体规模的迅速扩张。在这一过程当中，具备规模效应和技术优势的第三方电机制造商将有机会迅速扩大市场份额，收获业绩的大幅增长。 全球驱动电机市场趋势 根据估测，随着全球汽车电动化快速推进，新能源汽车电机系统市场将随之快速扩张，市场规模有望从2015年的$23亿增长到2030年的$318亿。 新能源汽车电机系统主要包括电动机和逆变器两部分，虽然同其他大部分汽车零部件一样，这两部分部件长期都面临降价压力，但是由于新能源汽车总量的上升，行业总体还是具备较大上升空间。我们预期到2030年市场规模年均增速将在18%-20%左右。
系统单价方面，电机系统整体往高功率方向发展的同时也带来了装配价格的提升。 根据估测，在中性假设条件下，2030年电动车销量将达到2000万台，约占当年乘用车总销量的16%-18%。然而，如果放到乐观情景下，即电池价格大幅下滑，且环保政策更加严厉的条件下，电动车销量增长的速度有可能大幅上升，我们预期在乐观情况下新能源汽车年销总量有可能达到3000万台的水平，约占当年汽车销量的25%-27%。 预计单电机混动车的功率需求大约在30kw左右(平均价格约$200-$300)，双电机插电混功率约为50-100kw(平均价格$800-$1000)，纯电动车的电机功率约为200kw(平均价格$1000-$1500)。 电动机市场情况
调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析 1 引言 与传统的电励磁电机相比，永磁同步电动机具有结构简单，运行稳定；功率 密度大；损耗小，效率高；电机形状和尺寸灵活多变等显著优点，因此在航空航 天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。 随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降，越来越多的直流电 动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代，变频调速 永磁同步电动机也应运而生。变频调速永磁同步电动机可分为两类,一类是反电 动势波形和供电电流波形都是理想矩形波(实际为梯形波)的无刷直流电动机,另 一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。这类电机通常由变 频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不用设置起动绕组。 本文使用Ansoft Maxwell 软件中的RMxprt 模块进行了一种调速永磁同步电 动机的电磁设计，并对电机进行了性能和参数的计算，然后将其导入到Maxwell 2D 中建立了二维有限元仿真模型，并在此模型的基础上对电机的基本特性进行 了瞬态特性分析。 2 调速永磁同步电动机的电磁设计 2.1 额定数据和技术要求 调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子 冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等。通过改变电机的各个参数来提高 永磁同步电动机的效率η、功率因数cos ?、起动转矩st T 和最大转矩max T 。本例所设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下： 额定数据 数值 额定功率 N 30kw P = 相数 =3m 额定线电压 N1=380V U 额定频率 =50Hz f 极对数 =3p 额定效率 N =0.94η 额定功率因数 N cos =0.95? 绝缘等级 B 级 计算额定数据：
【最新整理】新能源车用电机供应商名录大全从2017年6批公告看新能源车的电机配套情况2017年工信部共发布292～297批6批获得许可的《道路机动车辆生产企业及产品》目录。除292批公告中无新能源车外，在293～297批公告中共有1,743款新能源车入选。其中，新能源客车及底盘共有1,202款，占总数的69%；新能源专用车及底盘共有439款，占25.2%；新能源乘用车则有101款，占5.8%。在这1,743款新能源车中，参与配套的电机企业数目高达近130家。其中，珠海银隆电器主要为珠海广通汽车、石家庄中博汽车等企业提供配套，配套车型数量位列第一的位置；而上海大郡则以配套车型达到70余款的数量荣登第二的位置，主要配套车型有厦门金龙、中通、申龙客车、东风汽车等企业；中车时代、南京金龙、民富沃能则并列第三。整体来看，车企自配依旧占据着大部分的市场份额，占比接近50%，例如比亚迪、南京金龙、北汽福田、宇通客车等车企均为自己的车型配套电机产品。而在专业的第三方电机企业中，上海大郡、民富沃能、精进电动、苏州绿控等电机企业的市场份额较大，产品竞争力较强。第六批新能源车推广目录中新能源乘用车的电机配套情况7月6日，工信部正式发布《新能源汽车推广应用推荐车型目录（2017年第六批）》。本批推广目录中新能源乘用车共来自11家企业的22个车型产品。这22款新能源乘用车搭载的电机来自13家企业。主要为：众泰汽车（3款款车型）、东风电动（2款车型）、杭州德沃仕（2款车型）、江铃新能源（2款车型）、长安新能
源（2款车型）、北汽福田（1款车型）、大陆汽车系统（1款车型）、海马汽车（1款车型）、合普动力（1款车型）、江南汽车（1款车型）、华域汽车（1款车型）、大地和电气（1款车型）、新能微特利（1款车型）。从电机类型来看，搭载永磁同步电机的车型有17款，占比77.27%；搭载交流异步电机的车型有4款，占比18.18%；搭载外励磁同步电机的电池有一款，占比4.55%。国内45家驱动电机企业名录、区域分布及配套情况我国新能源汽车配套电机市场仍然是国内自给，国际竞争对手参与较少。现阶段新能源汽车电机及驱动系统市场主要有三类参与者：传统电机生产企业、汽车零部件供应商、整车企业内部配套。目前市场上的主要电机类型为交流异步电机和永磁同步电机，永磁同步电机由于效率高、功率密度高和体积小等优点占据国内电机市场最大份额，主要应用于乘用车领域。交流异步电机由于其较低的成本以及简单的结构相对更简单、控制技术也相对成熟，但其尺寸较大，重量较重等缺点都在一定程度上制约了其广泛应用，主要应用在新能源客车和部分乘用车。开关磁阻电机结构简单可靠、系统成本低是其主要优点。但由于开关磁阻电机有转矩波动大、噪音大、系统非线性特等缺点，所以目前应用还受到限制。主要应用于新能源客车领域。以下是国内45家为新能源乘用车提供电机配套的电机企业名录，以及它们的区域分布情况。表1 国内驱动电机企业名录区域分布情况序号地域企业电机类型提供配套企业1北京精进电动科技（北京）有限公司永磁同步电机、交流异步电机长城汽车、广汽乘用车、吉利汽车、一汽轿车2大洋电机新动力科技有限公司永磁同步电机北京
新能源汽车驱动电机发展趋势的特别解读，听听看大洋电机 怎么说 近年来国内外电动汽车技术发展非常快，而且国家对于新能源车的政策支持非常多，所以整个行业是朝阳产业，前景被大家看好。目前国际上的众多车企都推出纯电动汽车、以及传统车型的混动版，这样来看，各个车厂对于新能源汽车也是非常看好。新能源汽车驱动电机作为新能源汽车上的三大件，无论从技术还是从生产上面，都有很多是需要各位同人亟待解决的问题。比如:新能源汽车驱动电机的特点，新能源汽车驱动电机的现状，新能源汽车驱动电机的发展趋势。一、新能源汽车驱动电机特点首先我们先来看下新能源汽车驱动电机的特点。第一个特点就是整车布置空间有限，尤其是乘用车。所以对于电机系统(电机和控制器)的大小尺寸有非常严格的要求--结构紧凑，尺寸小。如果要达到上述目的，必须提高电机系统的功率密度和转矩密度，所以，结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高是新能源汽车电机的第一个特点。第二个特点是，整车运行环境恶劣，比如发动机舱的温度、整车的振动、电池电压剧烈的波动，这些都是新能源汽车电机面临的恶劣环境。作为整车，必须考虑到人身安全。因此，以上两个特点使得对新能源汽车可靠性提出更高要求。较之传统的工业电机和家用电器的电机，
新能源汽车电机的可靠性要求更高。由于整车上电池容量有限，又要尽可能提高续航里程，这就要求整车的电机系统效率要高，高效区必须广，这样才能提高整车的续航里程。电机系统的重量必须轻，这也是提高整车续航的一个方法。因此，新能源汽车电机的第三个特点就是，效率高、高效区广、重量轻。无论是传统车还是新能源车，消费者追求的指标就是舒适性。因此第四个特点就是低噪音和低振动，噪音、振动对于整车的NVH有巨大影响，因此在噪音和振动方面是新能源车电机的重要指标之一。PPT上面显示的是新能源车驱动电机的性能要求，在低速时，需要低速大扭矩输出;在高速时需要保持恒功率。低速大扭矩可以满足整车的启动，例如坡起、加速和复合爬坡。高速恒功率需要能够满足整车的最高车速要求，以及在高速时的超车。所以，归纳总结新能源车驱动电机的几个特点就是，结构紧凑、尺寸小、功率密度、转矩密度高;可靠性高;效率高、高效区广、重量轻;低噪音、低振动。二、新能源汽车驱动电机现状第二个议题是新能源车驱动电机现状。目前新能源汽车驱动电机主要有3类，永磁同步电机、异步电机、开关磁阻电机。这是目前应用最广的三类。下面介绍一下它们的优缺点。永磁同步电机特点:优点:1、效率高，且高效区宽;2、转矩密度高;3、电机尺寸小，重量轻;4、调速范围宽。缺点:电机结构复杂，尤其是转子结构。第二个缺点是会饱和非线性，控制复杂。异步电机特点:
一分钟全面认识新能源汽车电机 现在电动汽车的发展越来越快，而电动汽车电机的研发，更是引起了大家的关注，不过真正了解电动汽车电机的人却寥寥无几。小编为大家搜罗多方资料，为大家好好讲一下电动汽车电机的知识。让我们一起探讨下高科技的汽车心脏！ 电动汽车电机的地位 电控系统是电动车的大脑，指挥着电动汽车的电子器件的运行，而车载能源系统是电控系统中的核心技术，它是衔接电池以及电池组和整车系统的一个纽带，其中包括电池管理技术，车载充电技术以及DCDC技术和能源系统总线技术等。因此车载能源系统技术日益成为产业应用技术研究的重要方向，并且，也日益成为产业发展的重要标志。目前，该技术已经成为制约电动汽车产业链衔接和发展的重要瓶颈。 电动汽车电机的产业化转型 电动汽车出现由研发向产业化转型的迹象，骨干汽车企业和动力蓄电池、驱动电机、控制器等核心部件生产企业在几年的推广、示范工作中发展壮大，推出了一系列满足性能要求的产品。但是作为共性关键技术的驱动电机、电池等关键零部件技术，其可靠性、成本、耐久性等主要指标尚不能满足电动汽车发展的需求，成为电动汽车发展的主要制约因素。 电动汽车电机研发困难 从电动汽车的产业链来看，受益端主要可能集中在核心零部件，上游资源端中对资源控制力强的公司也会较为受益。 研发困难的主要原因如下： 第一：电池是当前电动汽车技术和成本上的最大瓶颈。 第二：由于矿物资源的稀缺性，锂、镍等上游资源类企业也将有较大获利。 第三：整车厂商目前比较杂乱、没有确定的垄断领先优势，应首先关注拥有核心技术或者拥有技术上成熟、可商业化车型的厂商。 电动汽车电机对驱动系统要求 高电压、小质量、较大的起动转矩和较大的调速范围、良好的起动性能和加速性能、高效率，低损耗、高可靠性。在选择电动汽车电机驱动系统时，需要考虑的几个关键问题：成
近年来，在我国作为技术的纯的研发与应用取得了突破性发展。这就客观要求行业提升维修水平，升级故障维修手段，利用有效的电子诊断技术提升效率。本文以北汽纯的具体故障作为切入点，通过故障分析及其排除过程，对关键技术进行相应的探究。 一、故障现象 一辆北汽生产的EV 160新能源纯，整车型号为：BJ7000B3D5－BEV，电机型号为：TZ20S02，电池型号为：29/135/220－80Ah，电池工作电压为320V。该车行驶里程为万km，出现无法行驶且仪表报警灯常亮、报警音鸣叫的故障；故障发生时电机有沉闷的“咔、咔”声。 二、系统重要作用及其结构原理 驱动电机系统由驱动电动机（DM）、驱动电机控制器（MCU）构成，通过高低压线束与整车其它系统作电气连接。驱动电机系统是纯三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。 1．驱动电机系统工作原理 在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要是执行控制单元给出的命令，即控制器输出命令。如图1所示，控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。 整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障检测，保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。 电机控制器（MCU）由逆变器和控制器两部分组成。驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器。逆变器负责将动力电池输送的直流电电能逆变成三相交流电给汽车驱动电机提供电源；控制器接受驱动电机和其它部件的信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，它能控制频率的升降，从而达到加速或减速的目的。 电机控制器是依靠内置旋转变压器、温度传感器、电流传感器、电压传感器等来提供电机的工作状态信息，并将驱动电机运行状态信息实时发送给VCU。驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块，以绝缘栅双极型晶体管模块（IGBT）为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路，对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态的信息通过网络发送给整车控制器，同时也会储存故障码和数据。 2．驱动电机关键部件结构及其工作原理
新能源汽电机电控最新深度分析 一、市场空间 新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机（变速箱）功能的替代，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标，电机电控系统其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。电控和电机占比约为 20%至30%,整车制造及其他零部件占到30%以上。通常一辆新能源汽车搭载电机与电控各一个，高达96%的纯电动汽车电机与电控为配套供应，电机与电控的配套能够尽可能的实现零部件集成化，未来“三电”配套是行业共识。市场测算2020年我国电驱动系统310亿元需求规模，预计2020年新能源汽车产量达到200万辆水平，其中新能源乘用车占比达到73%、新能源专用车占比14%、新能源客车占比12%。 图表新能源汽车成本拆解 电也 42恤 电机 10% 其他这个车容部 件Z 30? 电驱动本部件 7*6
二、电机电控行业发展现状 1.电机行业分析 国内车用驱动电机多用永磁同步电机，原材料成本的占比较高，主要包括铁芯叠片、驱动轴体等钢材，枚铁硼等稀土永磁材料，镁铝合金以及铜材等基本金属。永磁电机核心的原材料就是钱铁硼磁材，牧铁硼磁性材料是敎、氧化铁等的合金，2015年全球钦铁硼永磁材料产量为14. 3万吨，中国产量占比达到88. 8%。 电机各组成琢分产宜占比电机价值构成 其他， 40% 钢材, 10% 4% 图表2：永磁电机的成本构成 长期以来国外电机企业在高端电机领域处于主导地位，包括专业汽车零部件供应商，如釆埃孚(ZF)、大陆(Continental) 博世(Bosch)国际汽车供应量巨头。台湾富田电机是特斯拉车用电机的独家供应商，并向宝马MiniE车型供应交流电机的定子与转子硅钢片。2013年，富田电机共向特斯拉供应驱动电机 2. 6万台，2015年产量突破5万台，2016年突破8万台，随着M0DEL3的正式启动量产，电机独家供应商富田电机将深度受益。
调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析 1 引言 与传统的电励磁电机相比，永磁同步电动机具有结构简单，运行稳定；功率密度大；损耗小，效率高；电机形状和尺寸灵活多变等显著优点，因此在航空航天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。 随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降，越来越多的直流电动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代，变频调速永磁同步电动机也应运而生。变频调速永磁同步电动机可分为两类,一类是反电动势波形和供电电流波形都是理想矩形波(实际为梯形波)的无刷直流电动机,另一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不用设置起动绕组。 本文使用Ansoft Maxwell软件中的RMxprt模块进行了一种调速永磁同步电动机的电磁设计，并对电机进行了性能和参数的计算，然后将其导入到Maxwell 2D中建立了二维有限元仿真模型，并在此模型的基础上对电机的基本特性进行了瞬态特性分析。 2 调速永磁同步电动机的电磁设计 2.1 额定数据和技术要求 调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等。通过改变电机的各个参数来提高 T。本例所永磁同步电动机的效率η、功率因数cos?、起动转矩st T和最大转矩max 设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下： 计算额定数据：
(1) 额定相电压：N 220V U U == (2) 额定相电流：3 N N N N N 1050.9A cos P I mU η??== (3) 同步转速：160=1000r /min f n p = (4) 额定转矩：3 N N 1 9.5510286.5N m P T n ?==g 2.2 主要尺寸和气隙长度的确定 永磁电机的主要尺寸包括定子内径和定子铁心有效长度，它们可由如下公式 估算得到： 2 i11P D L C n '= N N N cos E K P P η?'=， 6.1p Nm dp C K K AB δ α=' 式中，i1D 为定子内径，L 为定子铁心长度，P '为计算功率，C 为电机常数。 E K 为额定负载时感应电势与端电压的比值，本例取0.96；p α'为计算极弧系数， 初选0.8；Nm K 为气隙磁场的波形系数，当气隙磁场为正弦分布时等于1.11；dp K 为电枢的绕组系数，初选0.92。A 为电机的线负荷，B δ为气隙磁密，A 和B δ的 选择非常重要，直接影响电机的参数和性能，应从电机的综合技术经济指标出发 来选取最合适的A 和B δ值，本例初选为200A/cm,0.7T A B δ==。 由上式可初步确定电机的2i1D L ，但要想进一步确定i1D 和L 各自的值，还应选择主要尺寸比i1i122L L pL D D p λπτπ===，其中τ为极距。通常，中小型同步电动机的0.6~2.5λ=，一般级数越多，λ也越大，本例初选1.4。 永磁同步电动机的气隙长度δ一般要比同规格的感应电动机的气隙大，主要 是因为适当的增加气隙长度可以在一定的程度上减小永磁同步电动机过大的杂 散损耗，减低电动机的振动与噪声和便于电动机的装配。所以设计永磁同步电动 机的气隙长度时,可以参照相近的感应电动机的气隙长度并加以适当的修改。本 例取=0.7mm δ。 确定电动机定子外径时，一般是在保证电动机足够散热能力的前提下，视具 体情况为提高电动机效率而加大定子外径还是为降低成本而减小定子外径。
新能源汽车电机产业行动计划 行业发展实施规划
电力驱动及控制系统是新能源汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。目前，应用于新能源汽车的驱动电机主要包括直流电机、交流电机和开关磁阻电机三类，其中在乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括直流（无刷）电机、交流感应（异步）电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。 当前我国正处于全面建设小康社会的关键发展阶段，国内国际环境总体上都有利于我国加快发展。相关产业作与国民经济关联度比较高，随着推进工业化和城镇化进程，都将拉动相关产业的快速发展。 为加快区域产业结构调整和优化升级，依据国家和xx省产业发展规划，结合区域产业xx年发展情况，制定该规划，请结合实际情况认真贯彻执行。 第一章规划思路 牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，在区域一体化协同发展的大背景下，紧紧抓住供给侧结构性改革重大机遇，主动适应产业发展趋势，加快优势产业发展转型升级，提升示范引领产业发展协同发展的能力，使区域产业发展在更好地服务经济建设中实现提质增效。 第二章指导原则
1、宣传推广，公众参与。采用多种形式积极宣政策措施、典型案例、先进经验，加强舆论监督，营造开展产业发展的良好氛围。 2、创新驱动，集聚发展。加快推进技术创新、管理创新和商业模式创新探索跨界融合、开放共享的集成创新模式，促进区域科技成果转化和产业转移承接，推动龙头项目落地和关联产业集聚，培育特色产业园区、集群，提高行业全要素生产率。 3、因地制宜，特色发展。紧密结合区域发展要素条件，充分发挥比较优势，围绕核心产业，引进培育龙头企业，形成各具特色、差异发展的发展新格局。 4、机制创新，部门协同。创新管理体制和运营监管机制，强化部门协同，持续推进产业发展，实现可持续发展。 第三章背景分析 电力驱动及控制系统是新能源汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。目前，应用于新能源汽车的驱动电机主要包括直流电机、交流电机和开关磁阻电机三类，其中在乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括直流（无刷）电机、交流感应（异步）电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。
永磁同步电机在新能源汽车上的研究 摘要电机是一种能够进行电能和机械能的双向变换装置，从目前新能源汽车使用驱动电机出发，探讨了新能源汽车使用的永磁同步电机的工作原理与设计分析。 关键词新能源汽车；永磁同步电机；Maxwell及RMxprt 随着全球能源局势的日趋紧张和生态环境的日益恶化，新能源汽车的开发与应用问题已成为各国汽车产业积极探索的焦点，而永磁同步电机是新能源汽车上的核心部件，所以研究永磁同步电机非常重要。本论文主要介绍目前新能源汽车采用的永磁同步电机，驱动电机的运行工况大体可分为两种：长时间连续运行和短时间峰值运行。因此，驱动电机的设计原则是：一是在永磁同步电机额定额定功率和扭矩下加速爬坡、急加速和急减速的工况下，电机需要短时间运行在峰值工作点，其次驱动电机高效运行区域范围尽可能大，最后永磁同步电机地运行状态是受整车及控制器控制。 1 永磁同步电机的结构原理 永磁同步电动机与普通异步电动机的不同是转子结构，转子上安装有永磁体磁极，图a就是一个安装有永磁体磁极的转子，永磁体磁极安装在转子铁芯圆周表面上，称為凸装式永磁转子。图b是另一种安装有永磁体磁极的转子，永磁体磁极嵌装在转子铁芯表面，称为嵌入式永磁转子，嵌入式永磁转子，永磁体嵌装在转子铁芯内部，为防止永磁体磁通短路，在转子铁芯开有空槽或在槽内填充隔磁材料。图c在永磁转子上加装笼型绕组，接通电源旋转磁场一建立，就会在笼型绕组感生电流，转子就会像交流异步电动机一样起动旋转[1]。 2 永磁同步电机的设计研究 永磁同步电机计算主要包括两个方面：一是电机电磁相关的参数二是确定电机结构相关的参数。永磁同步电机最大的一点就是电机气隙中的磁场是由永磁体激励产生的，对于不同的永磁体材料、形状及加工工艺，其磁性能也是随之变化的，此外，对于不同的转子磁路结构，电机的性能表现也是不尽相同的，所以永磁同步电机的设计较复杂。就目前研究来看，永磁同步电机现有的设计分析方法主要包括三大类：“路算”、“场算”及“场路结合”。具体主要包括以下几种：磁网络等效析法、磁路等效分析法及场路结合法等。 2.1 磁网络等效分析法 磁网络等效的概念被提出在20世纪60年代，直到80年代此方法被用于异步感应电机的设计中，随后得到快速发展。其思路是根据磁路结构把电机内部空间分布的磁场划分为多个单元体，每个单元体内磁通密度分布是相对均匀的，而对于每个单元体再利用磁路等效的方法进行分析计算，最后将每个单元体用节点
2004 ANSYS 中国用户论文集
永磁电机电磁计算
吴海鹰 武汉船用电力推进装置研究所 430064
[ 摘 要 ] 现代船舶多采用电力推进作为其动力系统,而交流永磁推进是船舶动力系统的一个新的发展 方向.本文采用有限元法,在船舶永磁推进电机电磁场分析计算的基础上,运用场——路结 合方法进行电磁设计计算,可得到电机的内部磁场分布波形,绕组反电势,电机电感和电磁 转矩等重要电磁参数,从而验证电机结构参数的合理性,并且能够计算出推进电机各种运行 工况下的特性.本文利用电机的周期性和齿槽结构的重复性,采用简化计算的方法即只计算 一个槽距范围,对得到的结果数据进行数据扩展,得到电机转子转过一对磁极范围的数据, 可使计算速度提高几十倍.在计算中同时考虑了电枢斜槽,硅钢片叠压系数,硅钢片磁导率 各向异性等因素的影响.用上述计算方法设计计算了兆瓦级船舶交流永磁推进电机,各种参 数计算值与实验结果相比基本相符,能够满足设计的精度要求. [ 关键词 ] 反电势 电感 叠压系数 磁导率各项异性
Electromagnetic Field Calculation of AC PM Propulsive Motor of Ships
Wu haiying CISC 712 ,430064
In recent years the designers adopt the electric-drive as their ships power system. However, the AC permanent magnet(PM) propulsion motor is a new developing trend of the ships power system. On the basis of the electromagnet field analysis and calculation of the PM motor, we use the finite element method and field—current conjugation for EM field design to get the parameters such as magnetic field waveform, winding EMF, self-inductance, mutual-inductance and EM torque, etc. So that we could confirm structure parameter of the motor ,then calculate the perform characteristic of propulsive motor under every operating mode. We use the periodicity of motor and the repeatability of the tooth space structure, adopts a simplified calculation of calculating just one slot pitch, and extending the data, then getting the data that the rotor rotates a pair of magnetic poles, and it makes the speed of calculation improve multi-times. Consider the influence of the armature chute, silicon sheet lamination-stacking parameter, silicon sheet magnetic inductivity anisotropy, etc. at the same time. We have designed the megawatt AC PM propulsion motor of the ships, the calculated result of the parameters is up to the experimental result basically. [ Keyword ] EMF inductance silicon sheet lamination-stacking magnetic inductivity anisotropy [ Abstract ]
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前言
传统的电机学和电机设计中,习惯地把电机的分析和计算归结为电路和磁路的计算问 题.实际上,电路和磁路中的各个参数是由电机电磁场的场量得来,由于数值计算和仿真技 术的不断发展,我们可以直接使用有限元对电机的电磁场进行分析和计算. 科技飞速发展的今天,大型电机和特种电机的设计技术都有了巨大的进步,电机性能参 数计算的精度要求越来越高, 设计研发的周期越来越短, 传统的分析计算不能很好的满足上 述要求.有限元法作为一种电机电磁场数值解法臻于完善,其应用也越来越广泛.作为一种 近似的数值计算方法, 有限元法的计算精度很大程度上取决于网格剖分的疏密程度. 对于一 台电机若采用三维模型计算,其计算量很大,不利于调试.实践证明如果忽略电机端部的影 响,采用二维的磁场分析也能满足设计的精度要求.利用电机结构的周期性,选用充分,合 理的电机计算区域作为有限元模型,可以对电机模型进一步的简化.
上海电驱动有限公司和上海大郡自动化系统工程有限公司访问记 在新能源汽车驱动电机系统是除能源储存系统(蓄电池)和控制系统之外的又一关键零部件。 最近，本刊记者就“新能源汽车的驱动电机的产品型式、各自优缺点、发展方向，以及新能源汽车对驱动电机有哪些要求、驱动电机的国内外差距等问题分别采访了上海电驱动有限公司贡俊总经理和庞瑞副总工程师，以及大郡自动化系统工程有限公司徐性怡总经理。上海电驱动有限公司于2008年7月8日由上海安乃达驱动技术有限公司、中科院北京中科易能新技术有限公司、宁波韵升股份有限公司共同发起成立。公司集中国内优势资源，主要从事新能源汽车电驱动系统的研发、生产和销售。公司目前已形成纯电动车、混合动力车驱动电机、轮毂电机和辅助电机等四个产品研发平台，完成了三种系列化产品的自主开发，在“十?五”、“十一?五”“863电动汽车重大专项”和“节能与新能源汽车重大项目”中承担《车用多模式永磁驱动电机系统研发》和《车用永磁驱动电机制造工艺应用研究》等课题开发。 驱动电机的特殊要求 因为是安装在汽车这样一个空间狭小而工作状态和环境又相对复杂的可高速移动的消费品物体内，因此贡俊总经理如下简要归纳了新能源汽车对驱动电机的要求： 1. 体积小、重量轻。 2. 在整个运行范围内的高效率。 3. 低速大转矩特性及宽范围内的恒功率特性。即使没有变速器，电机本身也应满足所需要的扭矩特性。 4. 高可靠性。在任何情况下都应确保具有高度的安全性。 5. 价格低。 根据这些要求，产品必须满足以下要求：①电机电磁性能的优化设计。②热管理设计和冷却方式的合理选择。③相适应材料的应用。④电机结构合理设计。 ⑤满足车用工况的电机工艺研究。 特别是汽车在运行过程中的工况及路况比较复杂，对此整车厂需要根据实际情况提出有针对性的电机需求。从目前情况来看，公司生产的驱动电机产品已经在新能源汽车上无故障运行了4年多，单车累计行驶里程超过5万公里。 我国是电机制造及应用大国，有较好的工业基础。但对电动汽车用电机，起步时间不长，尚需要从汽车应用的角度入手，整车厂与电机厂共同携手研究制造出满足汽车专用电机 差距及其所表现的方面 与此同时，贡总强调指出，同国际先进水平相比，我国电动车用电机的差距主要体现在以下几个方面： 1. 电机控制器和DC/DC转换器的体积、质量相对偏大。 2. 对车用环境适应性考核不足。 雄心勃勃的未来 尽管如此，贡俊总经理对公司的未来发展规划仍充满了信心。他说，由于新能源汽车尚处于研制开发和示范运行阶段，还是小批量试生产，生产规模较小。今年仅具有12000台套的生产能力，但到明年就具有50000台套的生产能力，2011年将达100000台套的生产能力。目前，上海电驱动有限公司产品开发的 应用车型有纯电动轿车、燃料电池轿车、串联插电式混合动力轿车、混合动力轿车、微型电动轿车、混合动力客车等车型。产品品种有驱动电机、ISG电机和轮毂电机(见表3)。这些产品与奇瑞、华晨、华普、北汽、上汽、吉利、长安、一汽、玉柴等的新能源车都有合作配套关系。 在谈到稀土永磁同步电机时，贡俊解释道，稀土永磁同步电机效率高。永磁材料之本在于其三大特殊性能：高剩磁，高矫顽力和最大磁能积。20世纪30年代以后铝镍钴永磁合金
汽车工业研究·月刊2018年第6期根据中汽协发布的产销数据，2017年我 国新能源汽车产销分别为79.4万辆和77.7万 辆，同比增长分别为53.8%和53.3%，产销量连 续三年位居全球第一。新能源汽车的快速发 展给驱动电机带来了巨大的发展机遇，电机技 术的发展成为行业关注的热点。电机技术发展现状目前驱动电机主要分为直流电机、交流电机及轮毂电机等；其中，直流和交流电机又可进一步划分。目前行业对交流异步电机、永磁 同步电机及开关磁阻电机关注度较高。通过 对常见的几种电机进行比较分析可知（见下页 表1），永磁同步电机具有效率高、转速范围宽、体积小、重量轻、功率密度大、成本低等优点，成为纯电动乘用车市场的主要驱动电机。从行业配套来看，新能源乘用车主要使用的是交流感应电机和永磁同步电机。其中，永磁同步电机使用较多，因其转速区间和效率都相对较高，但是需要使用昂贵的系统永磁材料钕铁硼；部分欧美车系采用交流感应电机，主要因为稀土资源匮乏，同时出于降低电机成本考虑，其劣势主要是转速区间小，效率低，需要性能更高的调速器以匹配性能。随着新能源汽车市场的迅猛发展，驱动电机市场空间潜力巨大，吸引了众多企业和资本的进入。国内外典型驱动电机企业的永磁同步电机产品情况如下页表2所示。整体来看，我国驱动电机取得较大进展，已经自主开发出满足各类新能源汽车需求的产品，部分主要性能指标已达到相同功率等级的国际先进水平。但是在峰值转速、功率密度及效率方面与国外仍存在一定的差距。在技术指标方面，国内电机与国外电机相比尚存在以下几方面的差距：①峰值转速峰值转速是驱动电机的重要指标，也是目前国内驱动电机较之国外电机差距最为明显的指标。国内绝大部分永磁同步电机的峰值转速在10000rpm 以下，而国外基本在10000rpm 以上。②功率密度虽然国内电机在功率方面基本能够达到国际水平，但是在同功率条件下存在重量劣势，因此功率密度较之国际水平存在较大差距。目前，国内的永磁同步电机功率密度多处于1～2kw/kg 区间内，与2020年3.5kw/kg 的目标值存在较大差距。③效率 新能源汽车驱动电机发展现状 及趋势分析??…………………………………………………………………………… 关键词张军肖倩孟庆阔 新能源汽车驱动电机 现状趋势新能源N ew energy 43