新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)絕緣材料的案例
【技術(shù)帖】新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)絕緣材料解決方案
隨著能源與環(huán)保要求的發(fā)展，新能源汽車的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)，其顯著優(yōu)勢(shì)更是備受矚目。但同時(shí)，混合動(dòng)力和電動(dòng)車的發(fā)展又面臨著諸多挑戰(zhàn)，包括續(xù)航里程不足、充電時(shí)間長，以及對(duì)充電樁（站）配套的依賴。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高電壓趨勢(shì)需要更高性能的絕緣材料
電動(dòng)汽車由鋰電池、電機(jī)和電控系統(tǒng)三大核心組件組成。因此，提高電池能量密度、增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力系統(tǒng)效率，以及增強(qiáng)系統(tǒng)電壓是應(yīng)對(duì)當(dāng)前挑戰(zhàn)的關(guān)鍵途徑。
電壓增強(qiáng)，瞬時(shí)電流加大，導(dǎo)致電機(jī)溫度瞬間從150～180℃升至200～240℃或以上，因此相關(guān)材料必須極耐高溫。
提高電機(jī)效率，可以延長電池壽命和單次充電行駛里程，但需平衡電機(jī)小型化趨勢(shì)和繞線密度增加之間的矛盾，使得材料絕緣難度進(jìn)一步提高。
當(dāng)電壓增至700 V 及以上時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電磁線材料既需耐受220℃以上高溫，還應(yīng)保持優(yōu)異的電氣性能、足夠的強(qiáng)度、耐受加工過程中的劇烈彎曲，以及抗冷卻液（如變速箱油）的化學(xué)腐蝕。
為此，找到合適的材料解決方案成為了解決問題的關(guān)鍵。
索爾維高性能聚合物用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁線絕緣層材料
索爾維為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供槽絕緣內(nèi)襯材料解決方案
索爾維提供全面解決方案
高壓電機(jī)絕緣技術(shù)直接影響電機(jī)運(yùn)行可靠、使用壽命和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。作為世界領(lǐng)先的商業(yè)化電磁線絕緣材料解決方案供應(yīng)商，索爾維特種聚合物豐富的產(chǎn)品系列涵蓋所有與絕緣相關(guān)的解決方案，從匯流條、端子、連接器，到電磁線、槽絕緣內(nèi)襯和線束絕緣膜，助力驅(qū)動(dòng)電機(jī)在高電壓下運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠。
1.
展開 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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(jí)或優(yōu)于１級(jí)。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(duì)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(duì)于厚度不小于５ｍｍ的涂鍍層產(chǎn)品，可不粘接鋼片。
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(duì)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(shì)。目前發(fā)展趨勢(shì)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(tái)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 新能源電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)與功能
一、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器概述
電機(jī)控制器，控制動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號(hào)接口電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機(jī)控制器
在電動(dòng)車輛中，電機(jī)控制器的功能是根據(jù)檔位、油門、剎車等指令，將動(dòng)力蓄電池所存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的電能，來控制電動(dòng)車輛的啟動(dòng)運(yùn)行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)，或者將幫助電動(dòng)車輛剎車，并將部分剎車能量存儲(chǔ)到動(dòng)力蓄電池中。
它是電動(dòng)車輛的關(guān)鍵零部件之一。
電機(jī)控制器的基本功能可分為兩個(gè)部分
二、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的基本結(jié)構(gòu)
電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關(guān)鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對(duì)IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機(jī)控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護(hù)各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機(jī)控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應(yīng)冷卻水路從整車?yán)鋮s系統(tǒng)引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機(jī)控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸?shù)膶?duì)接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應(yīng)、與其他控制器通訊。
2.
展開 
淺析新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)
5.2 永磁化
采用矢量控制的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)以便實(shí)現(xiàn)更加寬廣的調(diào)速范圍。永磁電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩密度和功率密度高、比功率較大、效率高、功率因數(shù)高、可靠性高和便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。永磁化將成為電機(jī)發(fā)展的重要方向之一。
5.3 數(shù)字化
最大程度的使用軟件來代替硬件部分，實(shí)現(xiàn)通訊、診斷、保護(hù)、監(jiān)控等功能，控制系統(tǒng)數(shù)字化是電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
6 國內(nèi)外驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)水平
整體來看，我國驅(qū)動(dòng)電機(jī)取得較大進(jìn)展，已經(jīng)自主開發(fā)出滿足各類新能源汽車需求的產(chǎn)品，部分主要性能指標(biāo)已達(dá)到相同功率等級(jí)的國際先進(jìn)水平。但是在峰值轉(zhuǎn)速、功率密度及效率方面與國外仍存在一定的差距
表2 國內(nèi)外驅(qū)動(dòng)電機(jī)企業(yè)的永磁同步電機(jī)參數(shù)比較
在技術(shù)指標(biāo)方面，國內(nèi)電機(jī)與國外電機(jī)相比尚存在以下幾方面的差距：
① 峰值轉(zhuǎn)速
峰值轉(zhuǎn)速是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重要指標(biāo)，也是目前國內(nèi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)較之國外電機(jī)差距最為明顯的指標(biāo)。國內(nèi)絕大部分永磁同步電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)速在 10000 rpm 以下，而國外基本在10000 rpm 以上。
② 功率密度
雖然國內(nèi)電機(jī)在功率方面基本能夠達(dá)到國際水平，但是在同功率條件下存在重量劣勢(shì)，因此功率密度較之國際水平存在較大差距。目前，國內(nèi)的永磁同步電機(jī)功率密度多處于 1～2 kw/kg 區(qū)間內(nèi)，與 2020 年 3.5 kw/kg 的目標(biāo)值存在較大差距。
③ 效率
在電機(jī)效率方面，國內(nèi)電機(jī)的最高效率均達(dá)到 94%～96%，已達(dá)到西門子、Remy 等企業(yè)的水平。但是在高效區(qū)面積方面，如系統(tǒng)效率大于 80% 的區(qū)域占比方面尚存在一定差距。我國電機(jī)的高效區(qū)面積占比集中在 70%～75%，而國外電機(jī)基本達(dá)到 80%。
④ 冷卻方式
電機(jī)的冷卻方式已經(jīng)從自然冷卻逐步發(fā)展為水冷，目前國內(nèi)電機(jī)企業(yè)采用水冷為主，國外先進(jìn)的電機(jī)企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到油冷電機(jī)。
展開 新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)
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(duì)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(shì)。目前發(fā)展趨勢(shì)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(tái)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。
載客（運(yùn)貨）移動(dòng)工具要實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不僅是夢(mèng)想，也是汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的基本趨勢(shì)。
展開 新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展
一、新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型發(fā)展
1. 感應(yīng)交流電機(jī)
目前市場(chǎng)上的各種純電和混動(dòng)新能源汽車，永磁同步電機(jī)占多數(shù)，感應(yīng)交流電機(jī)占一小部分，這兩種電機(jī)基本就是電動(dòng)乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的全部了。
2. 永磁同步電機(jī)
網(wǎng)上說中國富含稀土礦所以中國的電動(dòng)汽車選用帶永磁體的同步電機(jī)，同時(shí)也是考慮到國家戰(zhàn)略安全作為出發(fā)點(diǎn)，其實(shí)并不是這樣，主要還是是永磁同步電機(jī)適合大規(guī)模生產(chǎn)，性能更好，更具有市場(chǎng)價(jià)值。
對(duì)于空間布置尺寸要求比較高的中小型電動(dòng)汽車來說，功率和扭矩密度更高的永磁同步電機(jī)就是優(yōu)先的選擇，并且同步電機(jī)更適合頻繁啟停的工況，適合城市上下班通勤的應(yīng)用場(chǎng)景，而且永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)也更加簡單，便于維修。這也是Tesla Model 3改用同步電機(jī)的原因之一。
3. 開關(guān)磁阻電機(jī)
開關(guān)磁阻電機(jī)優(yōu)點(diǎn)顯著。其結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、維護(hù)方便甚至免維護(hù)，起動(dòng)及低速時(shí)轉(zhuǎn)矩大、電流小；高速恒功率區(qū)范圍寬、性能好，在寬廣轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)都具有高輸出和高效率而且有很好的容錯(cuò)能力。
開關(guān)磁阻電機(jī)缺點(diǎn)也顯著，其脈動(dòng)引起的噪音與震動(dòng)難以控制，非常影響用戶體驗(yàn)的，因此并沒有大規(guī)模應(yīng)用乘用車領(lǐng)域。但是在商用車領(lǐng)域，它就可以大顯身手了，國內(nèi)很多電動(dòng)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(yīng)電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)則適用于大型商用車，另外還運(yùn)用于家用電器、航空、航天、電子領(lǐng)域。
二、新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
1. 電工鋼片
驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、效率和壽命與所用的硅鋼片有很大關(guān)系，尤其是電機(jī)轉(zhuǎn)子所用的無取向電工鋼片，磁性能決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和效率，鐵損越低電機(jī)效率越高，磁感增大電機(jī)轉(zhuǎn)矩才能增加，力學(xué)性能決定了定子和轉(zhuǎn)子的加工精度、承載強(qiáng)度和最大轉(zhuǎn)速。
2.
展開 新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)！
新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)！
新能源電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)與功能
一、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器概述
電機(jī)控制器，控制動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號(hào)接口電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機(jī)控制器
在電動(dòng)車輛中，電機(jī)控制器的功能是根據(jù)檔位、油門、剎車等指令，將動(dòng)力蓄電池所存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的電能，來控制電動(dòng)車輛的啟動(dòng)運(yùn)行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)，或者將幫助電動(dòng)車輛剎車，并將部分剎車能量存儲(chǔ)到動(dòng)力蓄電池中。
它是電動(dòng)車輛的關(guān)鍵零部件之一。
電機(jī)控制器的基本功能可分為兩個(gè)部分
二、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的基本結(jié)構(gòu)
電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關(guān)鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對(duì)IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機(jī)控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護(hù)各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機(jī)控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應(yīng)冷卻水路從整車?yán)鋮s系統(tǒng)引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機(jī)控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸?shù)膶?duì)接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應(yīng)、與其他控制器通訊。
2.
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新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)概述
新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)
新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)
新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器解析
驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車三大核心系統(tǒng)之一，是車輛行駛的主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)，直接影響車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶駕乘感受。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(MCU)構(gòu)成，通過高低壓線束、冷卻管路與整車其他系統(tǒng)連接。
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展開 新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁噪聲仿真與應(yīng)用
0 前言
近年來在汽車行業(yè)，新能源汽車是一個(gè)關(guān)注度比較高的領(lǐng)域，在國家政策的支持（北京，上海，深圳等城市送牌），互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的涉足，以及傳統(tǒng)汽車廠商的發(fā)力的情況下，推出了各種各樣的新能源車，包括純電動(dòng)汽車和混動(dòng)汽車。特斯拉作為全球NO.1的新能源汽車品牌，在市場(chǎng)上已經(jīng)銷售多年。造車新勢(shì)力中的蔚來，樂視，華人運(yùn)通，威馬，零跑，小鵬等等，也都開發(fā)出了各種各種的車型，有的也已經(jīng)量產(chǎn)，大街上隨處可見。傳統(tǒng)的造車勢(shì)力也不甘示弱，紛紛推出了滿足各種客戶需求的車型。如上汽榮威的Marvel X，ERX5，eRX5，ei6，ei5，比亞迪的王朝系列，秦，宋，唐，元等。
從銷售數(shù)據(jù)來看，2019年第一季度，國內(nèi)新能源車的產(chǎn)量為30.4萬輛，銷量為29.9萬輛，同比增長了102.7%和109.7%。其中有的車型月銷量已經(jīng)過萬（在汽車行業(yè)，月銷量過萬標(biāo)志著是一個(gè)成功的車型）。2019年前四個(gè)月，某國產(chǎn)自主品牌新能源汽車的銷量已經(jīng)超過傳統(tǒng)燃油車。新能源汽車的份額呈逐年增長的趨勢(shì)。
圖1 新能源汽車份額增長趨勢(shì)
新能源車領(lǐng)域正在如火如荼的進(jìn)行著設(shè)計(jì)，研發(fā)，生產(chǎn)，銷售。與傳統(tǒng)的燃油車相比，在其整個(gè)產(chǎn)品生命周期里面也會(huì)帶來各種各樣的問題。例如我們經(jīng)常提到的NVH問題。作為汽車上主要噪聲源之一的發(fā)動(dòng)機(jī)被電機(jī)替代，主要噪聲來源和噪聲頻譜特性也發(fā)生了改變：
圖2 燃油車和電動(dòng)車噪聲頻譜圖
從頻譜圖上可以看出：
傳統(tǒng)的燃油車的噪聲問題：
主要噪聲能量集中在2000Hz以下；
主要噪聲與發(fā)動(dòng)機(jī)階次相關(guān)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的2階，4階等；
存在潛在的共振問題，在低頻下會(huì)產(chǎn)生轟鳴聲Booming。
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近年來在汽車行業(yè)，新能源汽車是一個(gè)關(guān)注度比較高的領(lǐng)域，在國家政策的支持（北京，上海，深圳等城市送牌），互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的涉足，以及傳統(tǒng)汽車廠商的發(fā)力的情況下，推出了各種各樣的新能源車，包括純電動(dòng)汽車和混動(dòng)汽車。特斯拉作為全球NO.1的新能源汽車品牌，在市場(chǎng)上已經(jīng)銷售多年。造車新勢(shì)力中的蔚來，樂視，華人運(yùn)通，威馬，零跑，小鵬等等，也都開發(fā)出了各種各種的車型，有的也已經(jīng)量產(chǎn)，大街上隨處可見。傳統(tǒng)的造車勢(shì)力也不甘示弱，紛紛推出了滿足各種客戶需求的車型。如上汽榮威系列Marvel X，ERX5，eRX5，ei6等，比亞迪的王朝系列，秦，宋，唐，元等。
從銷售數(shù)據(jù)來看，2019年第一季度，國內(nèi)新能源車的產(chǎn)量為30.4萬輛，銷量為29.9萬輛，同比增長了102.7%和109.7%。其中有的車型月銷量已經(jīng)過萬（在汽車行業(yè)，月銷量過萬標(biāo)志著是一個(gè)成功的車型）。2019年前四個(gè)月，某國產(chǎn)自主品牌新能源汽車的銷量已經(jīng)超過傳統(tǒng)燃油車。新能源汽車的份額呈逐年增長的趨勢(shì)。
圖1 新能源汽車份額增長趨勢(shì)
新能源車領(lǐng)域正在如火如荼的進(jìn)行著設(shè)計(jì)，研發(fā)，生產(chǎn)，銷售。與傳統(tǒng)的燃油車相比，在其整個(gè)產(chǎn)品生命周期里面也會(huì)帶來各種各樣的問題。例如我們經(jīng)常提到的NVH問題。作為汽車上主要噪聲源之一的發(fā)動(dòng)機(jī)被電機(jī)替代，主要噪聲來源和噪聲頻譜特性也發(fā)生了改變：
圖2 燃油車和電動(dòng)車噪聲頻譜圖
從頻譜圖上可以看出：
傳統(tǒng)燃油車的噪聲問題：
主要噪聲能量集中在2000Hz以下；
主要噪聲與發(fā)動(dòng)機(jī)階次相關(guān)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的2階，4階等；
存在潛在的共振問題，在低頻下會(huì)產(chǎn)生轟鳴聲Booming。
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【摘要】介紹了新能源汽車常用驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型及性能，從定子總成、轉(zhuǎn)子總成、定轉(zhuǎn)子合裝測(cè)試三個(gè)方面講述通常工藝路線，給出驅(qū)動(dòng)電機(jī)降本發(fā)展對(duì)策。
當(dāng)下，國內(nèi)新能源汽車銷售勢(shì)頭火爆，2021上半年的累計(jì)銷量追平2020全年總銷量，達(dá)到100.7萬輛。作為新能源汽車三大核心部件之一的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，必須持續(xù)提高動(dòng)力輸出，不斷降低生產(chǎn)成本，方能有效滿足購車者對(duì)所選愛車低價(jià)高配的需求。也只有這樣，新能源汽車銷量才會(huì)持續(xù)猛增。
1. 驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型及性能
驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源汽車的動(dòng)力源，類似常規(guī)燃油汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。它主要由轉(zhuǎn)子總成、定子總成、電機(jī)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(jī)的結(jié)構(gòu)示意
1-動(dòng)力接頭 2-吊環(huán)螺釘 3-冷卻水道 4-變速箱 5-前端蓋
6-定子總成 7-電機(jī)殼 8-轉(zhuǎn)子總成 9-旋變組件 10-后端蓋
新能源汽車推向市場(chǎng)以來，用過的驅(qū)動(dòng)電機(jī)形式有直流電機(jī)、異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等。這些電機(jī)受其轉(zhuǎn)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(chǔ)備件，有的則被淘汰。新能源汽車的電機(jī)形式及性能比較，見下表。
表 新能源汽車的電機(jī)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(jī)的定子總成涉及線圈、鐵芯、齒極和機(jī)殼等組件，如圖2所示。據(jù)統(tǒng)計(jì)，定子總成約占永磁電機(jī)成本的35%；再者新能源汽車個(gè)性化定制需求愈來愈大，多數(shù)車型處于中小批量狀態(tài)，配裝的永磁電機(jī)呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)多變、性能寬泛、訂單急切及定子直徑不等（80-400mm）的小眾化現(xiàn)象。
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