新能源汽車用軸向磁通電機(jī)的案例
新能源汽車用軸向磁通電機(jī)設(shè)計(jì)與分析
圖10 電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩
5 樣機(jī)試驗(yàn)與仿真對比分析
根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果得出電機(jī)參數(shù)制作出物理樣機(jī)，如圖11所示。該電機(jī)由控制器和電機(jī)本體組成，該樣機(jī)在試驗(yàn)臺上測試，結(jié)果如表3所示，性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
圖11 電機(jī)試驗(yàn)圖
表3 樣機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)
另外測試得到電機(jī)不同工況下的效率map圖如圖12所示，電機(jī)最大效率達(dá)到94.2%。
圖12 樣機(jī)效率map測試結(jié)果
6 結(jié) 論
本文針對新能源汽車用軸向磁通永磁同步電機(jī)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為5600r/min、額定輸出轉(zhuǎn)矩為61Nm的單轉(zhuǎn)子雙定子軸向磁通電機(jī)。基于等效磁路法確定電機(jī)基本尺寸，采用電磁場三維有限元分析方法對電機(jī)電磁場、氣隙磁密、齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果符合電機(jī)設(shè)計(jì)要求。最后對樣機(jī)試驗(yàn)負(fù)載特性數(shù)據(jù)與有限元值進(jìn)行對比，一致性滿足要求，驗(yàn)證有限元仿真結(jié)果可靠性，該軸向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在某新能源汽車中，該項(xiàng)目的研究為軸向磁通永磁電機(jī)在汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)開發(fā)提供一定參考價(jià)值。
展開 新能源汽車用軸向磁通電機(jī)設(shè)計(jì)與分析
在Ansys軟件中借助瞬態(tài)求解器，將電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為1r/min，同時(shí)加密電機(jī)各部分的網(wǎng)格，另外為確定最佳斜極角度，對磁鋼斜極角度進(jìn)行參數(shù)化掃描，最終求得最小電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩如圖9所示，電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的峰峰值僅為1.58Nm。
圖9 電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩
4.5 電機(jī)額定負(fù)載性能分析
實(shí)際工作時(shí)，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速5600r/min，在Ansys軟件中采用電流源激勵(lì)，求得電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩波形如圖10所示，可得該工作點(diǎn)的平均轉(zhuǎn)矩為61.2Nm。
圖10 電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩
5 樣機(jī)試驗(yàn)與仿真對比分析
根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果得出電機(jī)參數(shù)制作出物理樣機(jī)，如圖11所示。該電機(jī)由控制器和電機(jī)本體組成，該樣機(jī)在試驗(yàn)臺上測試，結(jié)果如表3所示，性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
圖11 電機(jī)試驗(yàn)圖
表3 樣機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)
另外測試得到電機(jī)不同工況下的效率map圖如圖12所示，電機(jī)最大效率達(dá)到94.2%。
圖12 樣機(jī)效率map測試結(jié)果
6 結(jié) 論
本文針對新能源汽車用軸向磁通永磁同步電機(jī)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為5600r/min、額定輸出轉(zhuǎn)矩為61Nm的單轉(zhuǎn)子雙定子軸向磁通電機(jī)。基于等效磁路法確定電機(jī)基本尺寸，采用電磁場三維有限元分析方法對電機(jī)電磁場、氣隙磁密、齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果符合電機(jī)設(shè)計(jì)要求。最后對樣機(jī)試驗(yàn)負(fù)載特性數(shù)據(jù)與有限元值進(jìn)行對比，一致性滿足要求，驗(yàn)證有限元仿真結(jié)果可靠性，該軸向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在某新能源汽車中，該項(xiàng)目的研究為軸向磁通永磁電機(jī)在汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)開發(fā)提供一定參考價(jià)值。
展開 汽車專題第六期 |新能源汽車—電機(jī)篇（二）
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1828931
4.新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁噪聲仿真與應(yīng)用
主要內(nèi)容：Simcenter Magnet電磁力計(jì)算、Simcenter3D Correlation&Update 電機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模及有限元模型修正、Simcenter3D Acoustics 電機(jī)輻射噪聲計(jì)算、Simcenter3D 計(jì)算結(jié)果可視化與問題查找、工程應(yīng)用案例、小結(jié)、展望...
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1829335
5.新能源汽車用軸向磁通電機(jī)設(shè)計(jì)與分析
主要內(nèi)容：軸向磁通電機(jī)結(jié)構(gòu)介紹、軸向磁通電機(jī)電磁方案設(shè)計(jì)（電機(jī)技術(shù)要求、電機(jī)主要尺寸確定、電機(jī)主要材料選型、永磁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、永磁體厚度選擇、定子沖片的設(shè)計(jì)）、電機(jī)模型的建立、電機(jī)有限元分析（電機(jī)磁場分析、氣隙磁密分析、空載反電動(dòng)勢分析、齒槽轉(zhuǎn)矩分析、電機(jī)額定負(fù)載性能分析）、樣機(jī)試驗(yàn)與仿真對比分析、結(jié)論...
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1829592
6.國內(nèi)外新能源汽車油冷電機(jī)盤點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)解析
主要內(nèi)容：油冷電機(jī)的優(yōu)勢、純電動(dòng)汽車油冷電機(jī)盤點(diǎn)（Tesla model 3、Nidec 150kW 3in1、通用Bolt電驅(qū)、大眾MEB電驅(qū)動(dòng)、華為電驅(qū)動(dòng)）、油冷電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)（油冷系統(tǒng)對電機(jī)絕緣材料的要求、車載油冷系統(tǒng)對油品的要求）、殼牌新能源汽車傳動(dòng)系統(tǒng)潤滑油...
展開 汽車專題第七期 |新能源汽車—電機(jī)篇（三）
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830158
9.一文了解新能源汽車常用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型及原理
主要內(nèi)容：交流異步電機(jī)（結(jié)構(gòu)、工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍）、永磁同步電機(jī)（結(jié)構(gòu)、工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍）、開關(guān)磁阻電機(jī)（結(jié)構(gòu)、工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍）、總結(jié)...
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830161
10.新能源車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子繞組技術(shù)
主要內(nèi)容：驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子繞組的定義與功能、驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子繞組技術(shù)的發(fā)展、聯(lián)合電子開發(fā)的軸向嵌裝繞組平臺...
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830373
11.新能源汽車電機(jī)控制器
主要內(nèi)容：電機(jī)控制器原理介紹、電機(jī)控制器硬件部分介紹、電機(jī)控制器軟件部分介紹、電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)部分...
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830541
12.新能源汽車用軸向磁通電機(jī)設(shè)計(jì)與分析
主要內(nèi)容：軸向磁通電機(jī)結(jié)構(gòu)介紹、軸向磁通電機(jī)電磁方案設(shè)計(jì)（電機(jī)技術(shù)要求、電機(jī)主要尺寸確定、電機(jī)主要材料選型、 永磁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、永磁體厚度選擇、定子沖片的設(shè)計(jì)）、電機(jī)模型的建立、電機(jī)有限元分析（ 電機(jī)磁場分析、氣隙磁密分析、空載反電動(dòng)勢分析、齒槽轉(zhuǎn)矩分析、電機(jī)額定負(fù)載性能分析）、樣機(jī)試驗(yàn)與仿真對比分析、結(jié)論...
展開 
新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機(jī)
新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機(jī)
新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機(jī)
新能源汽車講解丨軸向磁場盤式電機(jī)
汽車試驗(yàn)：新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)用稀土永磁材料試驗(yàn)方法
驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源汽車的“心臟”，而稀土永磁材料則是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的首選材料。稀土永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以大幅減輕電機(jī)重量、縮小電機(jī)尺寸、提高工作效率。
GB/T 39494-2020新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)用稀土永磁材料表面涂鍍層結(jié)合力的測定 即將于2021年10月1日開始實(shí)施，主要適用于新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)用稀土永磁材料表面的單層或多層涂鍍層結(jié)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(xué)鍍等技術(shù)的涂鍍層（帶有涂鍍層的稀土永磁材料以下簡稱涂鍍層產(chǎn)品）。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)用稀土永磁材料表面涂鍍層結(jié)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(yàn)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(yàn)機(jī)在涂鍍層的法線方向上連續(xù)地施加載荷，當(dāng)該載荷大于涂鍍層的結(jié)合力時(shí)，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(jié)合力。
2、試驗(yàn)設(shè)備與材料
1）高低溫沖擊試驗(yàn)箱
用于涂鍍層產(chǎn)品的高低溫交變處理。可使用兩個(gè)獨(dú)立的溫度試驗(yàn)箱或一個(gè)快速溫度變化的試驗(yàn)箱。可采用人工或自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法，試驗(yàn)箱應(yīng)在３ｍｉｎ內(nèi)完成高低溫轉(zhuǎn)換。
2）拉力試驗(yàn)機(jī)
拉力試驗(yàn)機(jī)的測力系統(tǒng)及同軸度應(yīng)按照ＪＪＧ４７５—２００８進(jìn)行校準(zhǔn)，其精確度應(yīng)為１級或優(yōu)于１級。拉力試驗(yàn)機(jī)橫梁應(yīng)能保持空載速度在０.５ｍｍ／ｍｉｎ以內(nèi)恒速運(yùn)行，加卸力應(yīng)平穩(wěn)、無振動(dòng)、無沖擊。
3）試驗(yàn)組合
試驗(yàn)裝置
拉開法試驗(yàn)裝置如圖１所示。裝置Ａ適用于上下表面平行的涂鍍層產(chǎn)品。對厚度小于５ｍｍ的涂鍍層產(chǎn)品，為避免拉伸過程中因涂鍍層產(chǎn)品強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致斷裂，宜在涂鍍層產(chǎn)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(chǎn)品，可不粘接鋼片。
展開 新能源汽車用電機(jī)模態(tài)有限元分析
作為新能源汽車“三電系統(tǒng)”的重要組成部分，驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝著小型化、輕量化、高速、高功率密度、高效率的方向發(fā)展，導(dǎo)致電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)較薄化，易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲問題。振動(dòng)噪聲會引起電機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞損壞，降低整車舒適性，引起市場抱怨，進(jìn)而降低產(chǎn)品競爭力。因此，解決電機(jī)振動(dòng)噪聲問題成為近年來國內(nèi)研究的熱點(diǎn)。
電機(jī)運(yùn)行過程中，作用于定子的徑向電磁力波頻率與定子結(jié)構(gòu)固有頻率接近時(shí)會引起共振，進(jìn)而產(chǎn)生電磁噪聲。為抑制電磁噪聲，就要做到“避頻”和“避型”即需將同一階次的徑向電磁力頻率和定子結(jié)構(gòu)固有頻率錯(cuò)開。因此，為準(zhǔn)確預(yù)測和抑制整機(jī)電磁噪聲，需要準(zhǔn)確計(jì)算分析定子固有頻率及其模態(tài)特性。
本文基于Hypermesh有限元軟件建立新能源汽車用永磁同步電機(jī)模型進(jìn)行模態(tài)分析，其參數(shù)指標(biāo)如表1：
表1 電機(jī)參數(shù)表
2 模態(tài)分析有限元模型建立
2.1 定子鐵芯等效
為減小渦流損耗，提高電機(jī)效率，定子鐵芯通常不采用實(shí)體結(jié)構(gòu)，而是由多個(gè)帶有絕緣涂層的薄硅鋼片沿軸向疊壓而成。由于鐵芯疊層結(jié)構(gòu)并不是一個(gè)材料連續(xù)的彈性體，因此不能簡單地將定子鐵芯作為各向同性材料。
為便于計(jì)算求解，本文采用實(shí)體等效定子鐵芯疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模：實(shí)體模型平面特征與單個(gè)硅鋼片一致，長度與鐵芯軸向長度相同。等效后的材料視為橫觀各向同性材料即疊片平面內(nèi)（x-y平面）視為各向同性材料，與疊片平面正交的軸向（z方向）剛度不同。等效后實(shí)體密度為鐵芯實(shí)際重量與模型體積的比值。定子材料參數(shù)有限元等效過程：在兩個(gè)相鄰硅鋼片疊片平面取單位面積的幾何作為分析對象，將疊壓過程縮短的長度平均分配到每個(gè)硅鋼片作為強(qiáng)制位移載荷，并把壓縮變形后狀態(tài)作為材料參數(shù)計(jì)算的初始狀態(tài)。分別在X、Y、Z單一方向上施加單位載荷，另外兩個(gè)方向施加對稱邊界條件，求解材料變形。
展開 新能源汽車用電機(jī)模態(tài)有限元分析
表3 仿真與試驗(yàn)比較
圖4 試驗(yàn)?zāi)B(tài)振型圖
5 結(jié)論
本文以新能源汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)為研究對象，通過對定子鐵芯材料等效計(jì)算及電機(jī)結(jié)構(gòu)簡化，進(jìn)行整機(jī)自由模態(tài)有限元分析。經(jīng)對比仿真與整機(jī)模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果得出以下結(jié)論：
1.將鐵芯疊片結(jié)構(gòu)視為橫觀各向同性材料并通過有限元方法計(jì)算材料參數(shù)，為準(zhǔn)確分析電機(jī)模態(tài)特性及NVH性能預(yù)測奠定基礎(chǔ)。
2.整機(jī)定子系統(tǒng)仿真與模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果偏差在5%以內(nèi)，驗(yàn)證了本文提出模型簡化等效方法的合理性及仿真的準(zhǔn)確性。
新能源汽車用電機(jī)模態(tài)有限元分析
新能源汽車用電機(jī)模態(tài)有限元分析！
1 引言
作為新能源汽車“三電系統(tǒng)”的重要組成部分，驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝著小型化、輕量化、高速、高功率密度、高效率的方向發(fā)展，導(dǎo)致電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)較薄化，易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲問題。振動(dòng)噪聲會引起電機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞損壞，降低整車舒適性，引起市場抱怨，進(jìn)而降低產(chǎn)品競爭力。因此，解決電機(jī)振動(dòng)噪聲問題成為近年來國內(nèi)研究的熱點(diǎn)。
電機(jī)運(yùn)行過程中，作用于定子的徑向電磁力波頻率與定子結(jié)構(gòu)固有頻率接近時(shí)會引起共振，進(jìn)而產(chǎn)生電磁噪聲。為抑制電磁噪聲，就要做到“避頻”和“避型”即需將同一階次的徑向電磁力頻率和定子結(jié)構(gòu)固有頻率錯(cuò)開。因此，為準(zhǔn)確預(yù)測和抑制整機(jī)電磁噪聲，需要準(zhǔn)確計(jì)算分析定子固有頻率及其模態(tài)特性。
展開 新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺：電池包碰撞與電機(jī)耐久測試專用方案
在新能源汽車研發(fā)與質(zhì)檢領(lǐng)域，電池包碰撞測試與電機(jī)耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺作為測試的核心基準(zhǔn)載
三、電機(jī)耐久測試專用方案：高頻振動(dòng)下的保障
1.抗振性能強(qiáng)化：平臺阻尼比≥0.25，振動(dòng)傳遞率≤3%，可快衰減電機(jī)高頻振動(dòng)，避免成為二次振動(dòng)源；底部配備專用阻尼減振墊，隔離地面振動(dòng)干擾，確保振動(dòng)傳感器采集數(shù)據(jù)純凈。
2.熱穩(wěn)定性設(shè)計(jì)：選用低熱膨脹系數(shù)材質(zhì)（11-13×10??/℃），臺面經(jīng)氮化處理，耐高溫≥200℃，可適配電機(jī)耐久測試中50-150℃的溫升環(huán)境，減少熱變形對測試精度的影響。
3.兼容性適配：預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)化接口，方便對接扭矩傳感器、功率分析儀等測試設(shè)備；T型槽支持多規(guī)格電機(jī)夾具安裝，可適配50-300kW新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)測試，提升平臺通用性。
綜上，新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺通過針對性的材質(zhì)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安全配置，可適配電池包碰撞與電機(jī)耐久測試需求。科學(xué)選用專用平臺不僅能保障測試數(shù)據(jù)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(xù)航轉(zhuǎn)型的趨勢下，專用試驗(yàn)T型槽平臺成為核心部件測試的關(guān)鍵裝備，對推動(dòng)新能源汽車品質(zhì)升級具有重要意義。
展開 
多物理場仿真對新能源汽車用電機(jī)優(yōu)化分析 衡祖仿真
1、問題所在
為了改善空氣質(zhì)量，減少環(huán)境污染，減少對石油的依賴，降低能源安全風(fēng)險(xiǎn)，國家大力倡導(dǎo)發(fā)展新能源汽車，大量新能源車企應(yīng)運(yùn)而生，競爭日趨激烈。使用經(jīng)濟(jì)效率較高的電機(jī)對于增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力非常重要。然而電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜參數(shù)之間耦合性高，需要借用仿真軟件在已有設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真和優(yōu)化分析，得到特定性能下的理想設(shè)計(jì)，以減少開發(fā)成本和時(shí)間。
2、如何解決
國內(nèi)某車企的系列電機(jī)轉(zhuǎn)速400-1000rpm，適用于新能源車的剎車系統(tǒng)、電氣機(jī)械系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等。針對該企業(yè)提升電機(jī)運(yùn)行效率的需求，基于通用仿真平臺Simdroid，開發(fā)了專屬電機(jī)軟件，可便捷優(yōu)化電機(jī)參數(shù)。
在通用多物理場仿真PaaS平臺Simdroid?（伏圖?）中，通過“二維建模”功能，對電機(jī)的定轉(zhuǎn)子內(nèi)外徑、定轉(zhuǎn)子槽型等主要部件進(jìn)行參數(shù)化建模；對模型整體進(jìn)行網(wǎng)格剖分、邊界設(shè)置、磁場分析，可以得到電壓、電流曲線，以及等值線和云圖。
參數(shù)定義
磁場分布云圖
完成電機(jī)磁場分析流程后，使用Simdroid?內(nèi)置的APP開發(fā)器，用戶能夠非常方便地進(jìn)行APP開發(fā)。在三相感應(yīng)電機(jī)仿真計(jì)算APP中，通過對關(guān)鍵尺寸的調(diào)節(jié)，可以得到不同的設(shè)計(jì)方案，用戶可根據(jù)分析結(jié)果選擇方案。
電機(jī)仿真APP開發(fā)界面
3、前景介紹
三相感應(yīng)電機(jī)仿真計(jì)算APP可用于同類電機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，覆蓋通信設(shè)備、電子產(chǎn)品、汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。建模、網(wǎng)格劃分等復(fù)雜過程已封裝完好，可大幅降低設(shè)計(jì)工程師的使用門檻。該仿真APP具有輕量化、易操作等優(yōu)勢，可幫助企業(yè)快速迭代產(chǎn)品，降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。
展開 新能源汽車用永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的全磚形單元?jiǎng)澐址椒ǎㄉ希?/span>
1 前言
如今，永磁同步電機(jī)在新能源汽車電機(jī)領(lǐng)域有著壓倒性的市場占有率。其轉(zhuǎn)子部分極高的工作轉(zhuǎn)速與復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，使CAEr們對其結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的分析提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了降低計(jì)算規(guī)模，保證計(jì)算精度，將轉(zhuǎn)子鐵心劃分出全磚網(wǎng)格也挑戰(zhàn)著廣大CAEr的前處理技能。本文以某常見結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子為例，介紹采用SolidWorks軟件創(chuàng)建幾何模型，并使用ANSYS Workbench Meshing模塊劃分網(wǎng)格的方法與技巧。
由于轉(zhuǎn)子模型有著周期對稱特性，建模時(shí)可首先建立最小周期模型，并根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆指畈僮鳎岳趯?fù)雜的幾何外形剖分為多組可掃掠可映射的簡單形狀，并適當(dāng)簡化局部細(xì)小特征，即可較為方便的劃分網(wǎng)格。本文的幾何建模部分與剖分操作均在SolidWorks軟件中完成；網(wǎng)格劃分部分與求解部分采用了ANSYSWorkbench。
本文主要由三個(gè)部分組成：首先是轉(zhuǎn)子鐵心部分的建模和網(wǎng)格劃分；另一部分是轉(zhuǎn)子部分的建模與網(wǎng)格劃分。最后將二者聯(lián)合成裝配體劃分整體網(wǎng)格。
2 轉(zhuǎn)子鐵芯部分的建模與網(wǎng)格劃分
Step1：根據(jù)工程圖創(chuàng)建所需的幾何模型。打開Solidworks并創(chuàng)建一個(gè)新文件。如圖-1所示。
Step2：創(chuàng)建最小周期截面形狀的45度圓心角扇形模型。如圖-2所示。
圖-1 新建模型
圖-2 扇形草圖
Step3：拉伸模型。為了節(jié)約計(jì)算量，只講扇形模型拉伸2mm厚度，創(chuàng)建實(shí)體模型。如圖-3所示。
圖-3 拉伸草圖
Step4：繪制磁鋼位置的草圖。為以后切除該部分模型作準(zhǔn)備。
圖-4 繪制磁鋼草圖
Step5:繪制減重孔草圖。在鐵芯模型靠近圓心一側(cè)繪制兩組1/2減重孔模型的草圖。如圖-5所示。
展開 直流勵(lì)磁同步電機(jī)和磁阻電機(jī)在新能源汽車中的應(yīng)用
一、電機(jī)分類
目前車輛上常用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)種類有異步感應(yīng)電機(jī)IM和永磁同步電機(jī)PMSM，其中中國市場以永磁電機(jī)為主。
業(yè)內(nèi)今年新增加一個(gè)種類是BMW IX3的電勵(lì)磁同步電機(jī)，在寶馬沈陽工廠開始了批量生產(chǎn)，似乎誘惑了很多工程師，并且成了很多銷售人士的賣點(diǎn)。當(dāng)然，電勵(lì)磁同步電機(jī)也不是新發(fā)明，雷諾ZOE就采用了電勵(lì)磁同步電機(jī)，只是沒有普及開來。
電勵(lì)磁同步電機(jī)的原理已經(jīng)公開很久了，在工業(yè)電機(jī)產(chǎn)品領(lǐng)域也有很多應(yīng)用，只是電動(dòng)汽車這個(gè)領(lǐng)域剛剛有批量使用的案例。
但是這個(gè)并不新鮮的技術(shù)并不代表電勵(lì)磁同步電機(jī)沒有門檻、可以隨意任性設(shè)計(jì)和量產(chǎn)，在設(shè)計(jì)和制造技術(shù)上還是有很多挑戰(zhàn)，需要新的技術(shù)和不斷的嘗試。
2020年驅(qū)動(dòng)視界白皮書中介紹了永磁同步電機(jī)PMSM和異步感應(yīng)電機(jī)IM，這里就不做重復(fù)，這篇文章重點(diǎn)介紹電勵(lì)磁同步電機(jī)及其歐美研究中的磁阻電機(jī)等內(nèi)容。
?
表1：各種類型驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能對比
?
以上對比的假設(shè)前提條件是驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率和扭矩相同，也就是在電機(jī)電氣性能一致的基礎(chǔ)上對比各項(xiàng)指標(biāo)差異，△數(shù)量多少代表優(yōu)劣，由于磁阻電機(jī)還沒有量產(chǎn)應(yīng)用，數(shù)據(jù)只是單純意義上對比和參照。
至于采用什么種類的電機(jī)，各個(gè)國家和各個(gè)公司都有自己的設(shè)計(jì)方案，沒有絕對的好壞區(qū)別，更沒有正確錯(cuò)誤之分，需要綜合考量以及SWOT分析結(jié)果，適合自己的才是最好的。
之所以不同國家和不同公司選取了不同類型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，原因很多：
1) 國家資源分布的差異，如歐美國家稀土相對稀缺，而中國的儲量相對多些，但是也需要珍惜有限的自然資源，需要提高稀土制造利用率，增加高附加值環(huán)節(jié)的控制。
2) 各個(gè)公司產(chǎn)品布局的差異和整體設(shè)計(jì)的需求，以及改型換代、迭代的差異。
展開 實(shí)例研究：新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（轉(zhuǎn)自旺材電機(jī)與電控）
傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)提供，而今天說的新能源汽車，具體到產(chǎn)品層面，就是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車，其上位概念是機(jī)動(dòng)汽車。機(jī)動(dòng)汽車是相對人力（蓄力）車輛而言的概念。目前已經(jīng)是電動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛主要有無軌電車和有軌電車。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力的傳統(tǒng)汽車向電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車發(fā)展是一大趨勢。目前發(fā)展趨勢有五個(gè)基本特征：“電動(dòng)化、輕量化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化”，即“五化”。或者說，汽車未來發(fā)展是一個(gè)“5維”空間。
一、汽車“5維”空間的基本內(nèi)容
(a)電動(dòng)化是“5維”空間的第一維，是最基礎(chǔ)的。大力發(fā)展電動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)（EV）、插電混動(dòng)（PHEV）、混動(dòng)（HEV）、燃料電池（FCV）汽車的并行發(fā)展；
(b)提高動(dòng)力電池比能是一個(gè)長期的任務(wù)，要求整車輕量化是必然的。主要工作有：加快新材料、新工藝的應(yīng)用和優(yōu)化設(shè)計(jì)，積極推進(jìn)高性能鋁合金、鎂合金等材料的應(yīng)用和碳纖維車身一體化的設(shè)計(jì)，是當(dāng)下十分重要的工作；
(c)智能化和網(wǎng)聯(lián)化，整車在端、管、云模塊發(fā)力。打造支持綜合業(yè)務(wù)、個(gè)性化定制的5G核心業(yè)務(wù)+開放式車聯(lián)網(wǎng)平臺系統(tǒng)，才能追趕上汽車發(fā)展潮流；
(d)共享化,整車企業(yè)圍繞研發(fā)、生產(chǎn)、營銷以及服務(wù)四方面展開數(shù)字共享技術(shù)的全面研發(fā)，以支持后續(xù)的出行服務(wù)，適宜汽車轉(zhuǎn)型的要求。
二、電動(dòng)化基本點(diǎn)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用
汽車是載客（運(yùn)貨）的移動(dòng)工具之一。電氣化火車的驅(qū)動(dòng)已經(jīng)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)了。過去有一個(gè)流行的說法，“要想火車跑得快，全靠車頭帶”，而今天高速火車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)400公里/小時(shí)，卻沒有“火車頭”一說了。為什么？現(xiàn)在高速火車在每一節(jié)車廂下面，都安裝了驅(qū)動(dòng)電機(jī)。即使速度比較低的地鐵和輕軌，也是電機(jī)驅(qū)動(dòng)了。無軌電車不是汽車，但是底盤結(jié)構(gòu)與汽車最為接近的機(jī)動(dòng)車，車輪是通用的，道路也是公用的，無軌電車也是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。
展開 