新能源汽車電機的案例
一文看懂新能源汽車產業鏈之驅動電機
中游新能源汽車驅動電機制造商生產模式分析
新能源汽車驅動電機屬于定制產品，制造商的產品通過下游新能源汽車主機廠檢測、試驗等考核后，進入客戶的供應商體系。而中游新能源汽車驅動電機制造商根據下游主機廠客戶的訂單情況確定采購量，銅線等通用性原材料通常有庫存。鐵芯等主要原材料由中游制造商生產部采取比價的方式向合格供應商直接采購，軸承、端蓋等零部件需委外加工，由制造商負責設計或制定加工要求，委托其他企業加工生產。
新能源汽車驅動電機行業未來發展預測
隨著中國政府對于新能源汽車補貼政策的改變，純電動汽車將成為未來市場的主流，從而帶動新能源汽車驅動電機裝機量的快速提升，且行業內將涌入定位于生產新能源汽車專用驅動電機的制造企業，進一步加快新能源汽車驅動電機的國產替代進程。
產業鏈下游分析
現階段，下游新能源乘用車主機廠已陸續開始裝載自主研發生產的配套驅動電機，導致第三方新能源汽車驅動電機的市場需求量出現下滑。
新能源汽車驅動電機行業下游概述
新能源汽車驅動電機行業下游主要涉及比亞迪、北汽新能源等新能源乘用車主機廠與宇通客車、中通客車等商用車主機廠。近五年來，中國新能源汽車行業在政策扶持的驅動下快速發展。但由于2019年開始，中國政府對于新能源汽車的補貼力度下滑，導致中國新能源汽車產銷量出現下滑。據中國汽車工業協會數據表示，2019年中國新能源汽車產量分別達到124.2萬輛，較2018年同比下降2.3%。
展開 汽車專題第五期 |新能源汽車—電機篇（一）
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4.電動汽車電機NVH技術
主要內容：電機電控基礎、正向開發關鍵技術、案例（電機仿真、電機噪聲優化、電控噪聲優化）...
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5.新能源汽車電機驅動系統
主要內容：電動機類型、新能源驅動系統中電動機的功用、新能源汽車對驅動電機的性能要求、直流電動機、三相異步感應電動機、永磁同步電動機、磁阻電動機...
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6.電動汽車電機驅動系統EMC設計及測試研究
主要內容：電機驅動系統EMC影響因素分析、電機驅動系統EMC設計要點、測試案例、總結...
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7.某PHEV 汽車電機冷卻系統熱管理策略優化
主要內容：插電式混合動力汽車熱管理系統設計、電機冷卻系統匹配分析、電子控制策略優化、電子水泵能耗分析、電子水泵控制策略優化、結論...
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8.新能源汽車電機加載輻射發射測試研究
主要內容：研究背景、測試方法與數據分析、結論...
展開 汽車專題第六期 |新能源汽車—電機篇（二）
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4.新能源汽車驅動電機電磁噪聲仿真與應用
主要內容：Simcenter Magnet電磁力計算、Simcenter3D Correlation&Update 電機結構動力學建模及有限元模型修正、Simcenter3D Acoustics 電機輻射噪聲計算、Simcenter3D 計算結果可視化與問題查找、工程應用案例、小結、展望...
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5.新能源汽車用軸向磁通電機設計與分析
主要內容：軸向磁通電機結構介紹、軸向磁通電機電磁方案設計（電機技術要求、電機主要尺寸確定、電機主要材料選型、永磁體結構設計、永磁體厚度選擇、定子沖片的設計）、電機模型的建立、電機有限元分析（電機磁場分析、氣隙磁密分析、空載反電動勢分析、齒槽轉矩分析、電機額定負載性能分析）、樣機試驗與仿真對比分析、結論...
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6.國內外新能源汽車油冷電機盤點和關鍵技術解析
主要內容：油冷電機的優勢、純電動汽車油冷電機盤點（Tesla model 3、Nidec 150kW 3in1、通用Bolt電驅、大眾MEB電驅動、華為電驅動）、油冷電驅動系統的關鍵技術（油冷系統對電機絕緣材料的要求、車載油冷系統對油品的要求）、殼牌新能源汽車傳動系統潤滑油...
展開 ? ?在線報名｜Ansys新能源汽車電機NVH多物理域仿真方案分享
新能源汽車電機的NVH（Noise, Vibration, and Harshness，即噪聲、振動、粗糙度）問題是多物理場耦合的復雜問題。電機運行過程中，變化的電磁力不僅會影響電機NVH性能，還會對電磁性能產生影響。在新能源汽車電機的優化設計過程中，將電磁性能和NVH性能作為優化變量同時進行優化是非常必要的。
電機NVH多物理域耦合
本次研討會將展示ANSYS的最新仿真技術，主要聚焦在以下問題：
新能源汽車電機的NVH問題以及Ansys集成式完整解決方案
Ansys Maxwell 電機電磁力分析
Ansys Mechanical結構振動及聲學分析
Ansys Sound聲品質分析
9-12月精彩課程預告
展開 
新能源汽車電機低頻電磁場仿真應用
一、背景介紹
隨著新能源汽車的普及，電機作為新能源汽車驅動系統的核心組成部分，其重要性不言而喻。電機使電能轉化為機械能，通過傳動系統將機械能傳遞到車輪，驅動汽車行駛。新能源汽車電機的發展經歷了從初步探索到技術成熟的多個階段。早期，新能源汽車電機技術相對落后，存在效率低、功率密度低、可靠性差等問題。然而，隨著科技的進步和市場的推動，新能源汽車電機技術不斷取得突破。
通過低頻電磁場仿真可以分析得出電機的磁場分布、電磁力、轉矩、功率等性能指標，從而優化電機的設計方案，提升電機性能。不僅如此，仿真分析還可實現在電機打樣前多次調整設計參數，能夠有效降低電機廠家打樣成本，提高研發生產效率和樣機出廠質量，逐漸成為電機設計制造過程中的重要環節。
二、云道智造仿真平臺
云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖(Simdroid)具備完備的低頻電磁場分析功能，支持多物理場耦合仿真，為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。功能特點：
電場、電流場和磁場的靜態、瞬態和時諧分析，通電導體的運動和場路耦合分析等分析類型；
電荷、電流、電壓、電路和外加電磁場等激勵；
懸浮電位、周期邊界、開放邊界和滑動邊界等邊界條件；
電容、電導、電感、損耗、電磁力等后處理計算功能。
作為仿真PaaS平臺，伏圖內置的APP開發器支持用戶以無代碼化的方式便捷封裝參數化仿真模型及仿真流程，將仿真知識、專家經驗轉化為可復用的仿真APP。封裝好的仿真APP可通過工業仿真APP商店Simapps，實現云端部署與在線應用，為用戶提供在線仿真工具。
三、電機仿真APP
1. 同步磁阻電機仿真APP
同步磁阻電機具有結構簡單、堅固耐用、效率高、調速范圍廣、成本較低等優勢。
展開 新能源汽車電機驅動系統關鍵技術展望
一、前言
對新能源汽車而言，電池技術、電機技術、電機控制器技術被稱為新能源汽車關鍵三電技術。在當前電池技術未能取得突破的前提下，提高電機驅動系統的效率、功率密度、安全性與可靠性成為新能源汽車電機驅動系統的主要研究方向，也是我國政府和企業進行政策制定和未來發展規劃的重點對象。
二、驅動控制器關鍵技術
電機驅動控制器作為新能源汽車中連接電池與電機的電能轉換單元，是電機驅動及控制系統的核心。其中高性能功率半導體器件、智能門極驅動技術以及器件級集成設計方法的應用，將有助于實現高功率密度、低損耗、高效率電機控制器設計；同時，高性能、高可靠電機控制器產品，還要求具有高標準電磁兼容性（EMC）、功能安全和可靠性設計。
（一）功率半導體器件技術
電機控制器的發展以功率半導體器件為主線，正從硅基絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、傳統單面冷卻封裝技術，向寬禁帶半導體（如SiC、GaN等）、定制化模塊封裝、雙面冷卻集成等方向發展。同時，得益于成熟的技術迭代，以及相比于寬禁帶半導體器件更低的成本，硅基IGBT仍然是當前與未來較長時間內電機控制器產品的主要選擇。
在硅基IGBT芯片技術上，英飛凌科技公司針對新能源汽車市場高功率密度需求，已研發出EDT2芯片技術，實現了750V/270A IGBT芯片量產，富士集團等日本廠商也都相繼研發出了高功率密度IGBT芯片技術，并已批量應用于汽車IGBT模塊產品。
展開 新能源汽車電機驅動系統關鍵技術展望
一、前言
對新能源汽車而言，電池技術、電機技術、電機控制器技術被稱為新能源汽車關鍵三電技術。在當前電池技術未能取得突破的前提下，提高電機驅動系統的效率、功率密度、安全性與可靠性成為新能源汽車電機驅動系統的主要研究方向，也是我國政府和企業進行政策制定和未來發展規劃的重點對象。
二、驅動控制器關鍵技術
電機驅動控制器作為新能源汽車中連接電池與電機的電能轉換單元，是電機驅動及控制系統的核心。其中高性能功率半導體器件、智能門極驅動技術以及器件級集成設計方法的應用，將有助于實現高功率密度、低損耗、高效率電機控制器設計；同時，高性能、高可靠電機控制器產品，還要求具有高標準電磁兼容性（EMC）、功能安全和可靠性設計。
（一）功率半導體器件技術
電機控制器的發展以功率半導體器件為主線，正從硅基絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、傳統單面冷卻封裝技術，向寬禁帶半導體（如SiC、GaN等）、定制化模塊封裝、雙面冷卻集成等方向發展。同時，得益于成熟的技術迭代，以及相比于寬禁帶半導體器件更低的成本，硅基IGBT仍然是當前與未來較長時間內電機控制器產品的主要選擇。
在硅基IGBT芯片技術上，英飛凌科技公司針對新能源汽車市場高功率密度需求，已研發出EDT2芯片技術，實現了750V/270A IGBT芯片量產，富士集團等日本廠商也都相繼研發出了高功率密度IGBT芯片技術，并已批量應用于汽車IGBT模塊產品。
展開 汽車專題第七期 |新能源汽車—電機篇（三）
技術鄰推出汽車專題合集，包含新能源汽車專題、自動駕駛專題、輕量化專題、底盤專題等一系列專題，精心整理，便于大家的觀看。
本期為新能源汽車專題之電機篇，里面有優質文章、免費視頻、最新文檔，快看看有沒有大家感興趣的內容吧！
文章
1.新能源汽車驅動電機NVH仿真中的電磁力處理
主要內容：任意定子結構加載位置選擇、基于多個穩態轉速的電磁階次力提取、分段斜極的電磁力提取...
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2.電機NVH分析中的空間階次！
主要內容：基于MANATEE的階次分析、基于MANATEE的力密度的時空分布...
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3.新能源汽車NVH問題、挑戰與趨勢！
主要內容：汽車NVH基礎、新能源汽車NVH問題與挑戰、新能源汽車NVH發展趨勢、總結...
展開 分析 | 新能源驅動電機優劣對比分析
由于中國稀土儲量極大豐富，而且電機工藝已經接近世界先進水平，因此預計永磁電機將在較長時間內占據中國新能源汽車的電機市場。
電機發展技術趨勢
總的來說，永磁同步電機對比感應電機，它們各自都具有明顯的優勢。不過，目前純電動車的續航里程勢必是一項及其重要的指標，永磁同步電機的高效率能更好地提高續航里程。而且高耐熱性、高磁性能釹鐵硼永磁體的成功開發以及電力電子元件的進一步發展和改進，使稀土永磁同步電機的發展進一步完善。但就現在的發展趨勢看，永磁同步電機似乎前景更好。
隨著新能源汽車驅動技術的快速發展，許多新結構或新概念電機已經投入研究。其中新型永磁無刷電機是目前最有前景的電機之一，包括混合勵磁型、輪轂型、雙定子型、記憶型以及磁性齒輪復合型等。此外非晶電機也開始走進新能源汽車領域，作為新一代高性能電機，其自身的優越性必將對新能源汽車產業的發展起到巨大的推動作用。
展開 WMEM | 探尋新能源汽車驅動電機的制造與應用
【摘要】介紹了新能源汽車常用驅動電機類型及性能，從定子總成、轉子總成、定轉子合裝測試三個方面講述通常工藝路線，給出驅動電機降本發展對策。
當下，國內新能源汽車銷售勢頭火爆，2021上半年的累計銷量追平2020全年總銷量，達到100.7萬輛。作為新能源汽車三大核心部件之一的驅動電機，必須持續提高動力輸出，不斷降低生產成本，方能有效滿足購車者對所選愛車低價高配的需求。也只有這樣，新能源汽車銷量才會持續猛增。
1. 驅動電機類型及性能
驅動電機是新能源汽車的動力源，類似常規燃油汽車的發動機。它主要由轉子總成、定子總成、電機殼、前/后端蓋、變速箱、旋變組件及冷卻水道等元器件組成，如圖1所示。
圖1 新能源汽車電機的結構示意
1-動力接頭 2-吊環螺釘 3-冷卻水道 4-變速箱 5-前端蓋
6-定子總成 7-電機殼 8-轉子總成 9-旋變組件 10-后端蓋
新能源汽車推向市場以來，用過的驅動電機形式有直流電機、異步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機等。這些電機受其轉速范圍、功率密度、可靠性、制造成本等因素的影響，有的成為汽車新能源主流首選部件，有的被列為新生代儲備件，有的則被淘汰。新能源汽車的電機形式及性能比較，見下表。
表 新能源汽車的電機形式及性能比較
2. 定子總成及制造
新能源汽車永磁同步電機的定子總成涉及線圈、鐵芯、齒極和機殼等組件，如圖2所示。據統計，定子總成約占永磁電機成本的35%；再者新能源汽車個性化定制需求愈來愈大，多數車型處于中小批量狀態，配裝的永磁電機呈現結構多變、性能寬泛、訂單急切及定子直徑不等（80-400mm）的小眾化現象。
展開 新能源汽車電機加載輻射發射測試研究
新能源汽車電機加載輻射發射測試研究 近年來全球大力發展新能源汽車產業，新能源汽車零部件具有電壓高，電流大的特點，所以其EMC性能問題也日益受關注。在2016年，ISO標準化組織更新了CISRR 25標準，相較于老版本而言，新版本標準增加了新能源汽車高壓電氣化產品的EMC測試方法和要求，其中包括新能源汽車電機帶載狀態的EMC測試方法，主要有3種方法：傳導發射電流法、傳導發射電壓法、輻射發射法。本文主要是針對不同的測試工裝設計方案對輻射發射測試結果的影響進行相關研究分析。
01、研究背景
根據標準中要求，輻射發射測試布置按照圖1進行，測試電機安裝在暗室內測功機臺架上，電機控制器放置在絕緣支撐上，外殼需要與接地平板相連；LV線束和HV線束長度為1700~2000mm，與接地平板前端平行的線束長度應為1500mm；電機控制器與電機之間的三相線的長度應不超過1000mm。所有線束除非物理上不可行都應放置在絕緣支撐上。這些部分在標準中都有較為詳細的描述，但是一些細節上標準中并未有涉及，比如說需要如何制作測試電機與測功機連接的工裝、對此工裝在材質與結構上有何要求、電機加載EMC測試需要在什么樣的工況下進行測試，這些細節在標準中都是沒有規定，然而這些也都是我們每次測試會碰到也必須解決的問題。 圖1 電機加載輻射發射測試布置圖（以桿天線為例）
02、測試方法與數據分析
在標準中有提到電機機械軸承與測功機傳動軸連接的工裝設計處理方案,可能會使電機傳動軸成為噪聲的泄露途徑。所以我們根據這一點，來研究對不同測試工裝設計方案是否會對測試結果有影響。因為我們使用的暗室內測功機臺架設計方式是測功機傳動連接軸與電機L型安裝支架是導通的，所以此處是針對測功機傳動軸與電機機械軸兩種不同的連接方式來進行分析比對。
展開 
新能源汽車驅動電機的發展
一、新能源汽車驅動電機類型發展
1. 感應交流電機
目前市場上的各種純電和混動新能源汽車，永磁同步電機占多數，感應交流電機占一小部分，這兩種電機基本就是電動乘用車驅動電機的全部了。
2. 永磁同步電機
網上說中國富含稀土礦所以中國的電動汽車選用帶永磁體的同步電機，同時也是考慮到國家戰略安全作為出發點，其實并不是這樣，主要還是是永磁同步電機適合大規模生產，性能更好，更具有市場價值。
對于空間布置尺寸要求比較高的中小型電動汽車來說，功率和扭矩密度更高的永磁同步電機就是優先的選擇，并且同步電機更適合頻繁啟停的工況，適合城市上下班通勤的應用場景，而且永磁電機結構也更加簡單，便于維修。這也是Tesla Model 3改用同步電機的原因之一。
3. 開關磁阻電機
開關磁阻電機優點顯著。其結構簡單、堅固、維護方便甚至免維護，起動及低速時轉矩大、電流小；高速恒功率區范圍寬、性能好，在寬廣轉速和功率范圍內都具有高輸出和高效率而且有很好的容錯能力。
開關磁阻電機缺點也顯著，其脈動引起的噪音與震動難以控制，非常影響用戶體驗的，因此并沒有大規模應用乘用車領域。但是在商用車領域，它就可以大顯身手了，國內很多電動公交車、大巴和貨車上面，都能夠看到它的身影。
所以，基本可以這么說：中小型車以永磁同步為主，大型及高性能乘用車趨向感應電機，開關磁阻電機則適用于大型商用車，另外還運用于家用電器、航空、航天、電子領域。
二、新能源汽車驅動電機技術發展趨勢
1. 電工鋼片
驅動電機的功率、轉矩、效率和壽命與所用的硅鋼片有很大關系，尤其是電機轉子所用的無取向電工鋼片，磁性能決定了電機的轉矩和效率，鐵損越低電機效率越高，磁感增大電機轉矩才能增加，力學性能決定了定子和轉子的加工精度、承載強度和最大轉速。
2.
展開 汽車試驗：新能源汽車驅動電機用稀土永磁材料試驗方法
驅動電機是新能源汽車的“心臟”，而稀土永磁材料則是驅動電機的首選材料。稀土永磁驅動電機可以大幅減輕電機重量、縮小電機尺寸、提高工作效率。
GB/T 39494-2020新能源汽車驅動電機用稀土永磁材料表面涂鍍層結合力的測定 即將于2021年10月1日開始實施，主要適用于新能源汽車驅動電機用稀土永磁材料表面的單層或多層涂鍍層結合力的測定，涂鍍層包括采用電鍍、電泳、噴涂、物理氣相沉積、化學鍍等技術的涂鍍層（帶有涂鍍層的稀土永磁材料以下簡稱涂鍍層產品）。
標準規定了新能源汽車驅動電機用稀土永磁材料表面涂鍍層結合力的測定方法。共包含四種方法，拉開法、剪切法、劃格法、熱震法，均為破壞性試驗方法。
一、拉開法
1、方法原理：將試柱用膠黏劑固定在涂鍍層上，利用拉力試驗機在涂鍍層的法線方向上連續地施加載荷，當該載荷大于涂鍍層的結合力時，涂鍍層即從基體上分離或涂鍍層的不同膜層分離。用破壞涂鍍層／基體界面間附著所施加的拉力與粘接面積的比值或破壞涂鍍層／基體界面間附著所施加的拉力來表示涂鍍層的結合力。
2、試驗設備與材料
1）高低溫沖擊試驗箱
用于涂鍍層產品的高低溫交變處理。可使用兩個獨立的溫度試驗箱或一個快速溫度變化的試驗箱。可采用人工或自動轉換方法，試驗箱應在３ｍｉｎ內完成高低溫轉換。
2）拉力試驗機
拉力試驗機的測力系統及同軸度應按照ＪＪＧ４７５—２００８進行校準，其精確度應為１級或優于１級。拉力試驗機橫梁應能保持空載速度在０.５ｍｍ／ｍｉｎ以內恒速運行，加卸力應平穩、無振動、無沖擊。
3）試驗組合
試驗裝置
拉開法試驗裝置如圖１所示。裝置Ａ適用于上下表面平行的涂鍍層產品。對厚度小于５ｍｍ的涂鍍層產品，為避免拉伸過程中因涂鍍層產品強度不夠而導致斷裂，宜在涂鍍層產品的另一面粘接一塊鋼片，使下夾具的力作用在鋼片上。對于厚度不小于５ｍｍ的涂鍍層產品，可不粘接鋼片。
展開 一文了解新能源汽車常用的驅動電機類型及原理
根據電磁場基本理論，伴隨磁場的存在，電機轉子的電磁轉矩同時存在，可以表示為式（3）。
如果開關磁阻電機的繞組在θ3和θ4之間開通和關斷，則電機作發電機機運行。此時，在電感下降區形成電流，則dL/dθ＜0，此時相繞組有電流通過，則產生制動轉矩（T（θ，i）＜0），若外界機械力維持電機轉動，則電機吸收機械能，并把它轉換成電能輸出，此時開關磁阻電機為發電機工作模式。
3.3開關磁阻電機的優缺點和應用范圍
開關磁阻電機的優點是結構簡單可靠，啟動性能好，效率高，成本低，可以通過改變導通、關斷角度和電壓來調速，擁有較寬的調速范圍和能力。開關磁阻電機的缺點是轉矩脈動較大，噪音較大。目前在一些小型電驅動車輛上使用，比如電驅動四輪代步車、巡邏車等。
4結束語
根據新能源汽車驅動電機自身的性能特點要求，目前市場上車型選用的驅動電機也各有不同。文中描述了目前常用的新能源驅動電機交流異步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機的結構和工作原理，將有助于更好地了解驅動電機。
而且，由于每種電機的結構和原理不同，應用范圍也大不相同。根據國家的產業戰略規劃，圍繞環保型新能源汽車的電驅動系統方向進行的研究將會越來越廣泛，電機種類和技術水平也會不斷提高。
展開 新能源汽車試驗T型槽平臺：電池包碰撞與電機耐久測試專用方案
在新能源汽車研發與質檢領域，電池包碰撞測試與電機耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關鍵環節。新能源汽車試驗T型槽平臺作為測試的核心基準載
三、電機耐久測試專用方案：高頻振動下的保障
1.抗振性能強化：平臺阻尼比≥0.25，振動傳遞率≤3%，可快衰減電機高頻振動，避免成為二次振動源；底部配備專用阻尼減振墊，隔離地面振動干擾，確保振動傳感器采集數據純凈。
2.熱穩定性設計：選用低熱膨脹系數材質（11-13×10??/℃），臺面經氮化處理，耐高溫≥200℃，可適配電機耐久測試中50-150℃的溫升環境，減少熱變形對測試精度的影響。
3.兼容性適配：預留標準化接口，方便對接扭矩傳感器、功率分析儀等測試設備；T型槽支持多規格電機夾具安裝，可適配50-300kW新能源汽車驅動電機測試，提升平臺通用性。
綜上，新能源汽車試驗T型槽平臺通過針對性的材質優化、結構設計與安全配置，可適配電池包碰撞與電機耐久測試需求。科學選用專用平臺不僅能保障測試數據的可靠，還能提升測試安全性與效率。在新能源汽車向高安全、長續航轉型的趨勢下，專用試驗T型槽平臺成為核心部件測試的關鍵裝備，對推動新能源汽車品質升級具有重要意義。
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