新能源汽車用電機(jī)的案例
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(wèn)題。振動(dòng)噪聲會(huì)引起電機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞損壞，降低整車舒適性，引起市場(chǎng)抱怨，進(jìn)而降低產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。因此，解決電機(jī)振動(dòng)噪聲問(wèn)題成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。
電機(jī)運(yùn)行過(guò)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(huì)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(kāi)。因此，為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)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(kāi) 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(kāi)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(jiǎn)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(kāi)法、剪切法、劃格法、熱震法，均為破壞性試驗(yàn)方法。
一、拉開(kāi)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(lái)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(wú)振動(dòng)、無(wú)沖擊。
3）試驗(yàn)組合
試驗(yàn)裝置
拉開(kāi)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(guò)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(kāi) 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(wèn)題。振動(dòng)噪聲會(huì)引起電機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞損壞，降低整車舒適性，引起市場(chǎng)抱怨，進(jìn)而降低產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。因此，解決電機(jī)振動(dòng)噪聲問(wèn)題成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。
電機(jī)運(yùn)行過(guò)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(huì)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(kāi)。因此，為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)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(jiǎn)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(zhǎng)度與鐵芯軸向長(zhǎng)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(guò)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(duì)象，將疊壓過(guò)程縮短的長(zhǎng)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(duì)稱邊界條件，求解材料變形。
展開(kāi) 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(duì)象，通過(guò)對(duì)定子鐵芯材料等效計(jì)算及電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，進(jìn)行整機(jī)自由模態(tài)有限元分析。經(jīng)對(duì)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(guò)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(cè)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(jiǎn)化等效方法的合理性及仿真的準(zhǔn)確性。
汽車專題第六期 |新能源汽車—電機(jī)篇（二）
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7.汽車試驗(yàn)：電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性試驗(yàn)方法
主要內(nèi)容：電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)（寬帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)、窄帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)）、抗擾度試驗(yàn)（電磁輻射抗擾度、電源線瞬態(tài)傳導(dǎo)的抗擾度試驗(yàn)）...
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8.新能源電機(jī)(MOT)整體控制
主要內(nèi)容：什么是電機(jī)、電機(jī)分類、交流同步電機(jī)構(gòu)造及工作原理（構(gòu)造、工作原理）、電機(jī)控制系統(tǒng)整體、詳細(xì)過(guò)程簡(jiǎn)述、三相同步電機(jī)的等效示意圖...
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9.新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)振動(dòng)噪聲技術(shù)
主要內(nèi)容：概述、電機(jī)振動(dòng)噪聲機(jī)理分析、電機(jī)振動(dòng)噪聲識(shí)別技術(shù)、電機(jī)振動(dòng)噪聲抑制技術(shù)...
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10.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
主要內(nèi)容：拉開(kāi)法（方法原理、試驗(yàn)設(shè)備與材料、試驗(yàn)步驟）、剪切法（方法原理、試驗(yàn)環(huán)境條件、測(cè)試）、劃格法、熱震法...
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11.新能源電機(jī)控制系統(tǒng)EMC如何帶載測(cè)試
主要內(nèi)容：背景、EV motor電磁兼容暗室、驅(qū)動(dòng)軸的電磁屏蔽設(shè)計(jì)、高低壓耦合測(cè)試（校準(zhǔn)、底噪測(cè)量、DUT自身輻射噪聲測(cè)量、高低壓耦合的測(cè)量配置）...
展開(kāi) 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(duì)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(tái)上測(cè)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(cè)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(cè)試結(jié)果
6 結(jié) 論
本文針對(duì)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(chǎng)三維有限元分析方法對(duì)電機(jī)電磁場(chǎng)、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(duì)樣機(jī)試驗(yàn)負(fù)載特性數(shù)據(jù)與有限元值進(jìn)行對(duì)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(kāi)發(fā)提供一定參考價(jià)值。
展開(kāi) 新能源汽車「心臟」-電機(jī)的有限元分析（文末有資料）
來(lái)源
EDC電驅(qū)未來(lái)、Simcenter 3D Online、乘聯(lián)會(huì)等
近年來(lái)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(guó)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(lái)、威馬、小鵬等等，也都開(kāi)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(jiàn)。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、比亞迪的王朝系列、五菱宏光MINI等。
從乘聯(lián)會(huì)最新發(fā)布的數(shù)據(jù)來(lái)看，4月份，國(guó)內(nèi)新能源乘用車市場(chǎng)批發(fā)銷量達(dá)到18.4萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)214.2%，零售銷量達(dá)到16.3萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)192.8%。其中，純電動(dòng)車批發(fā)銷量達(dá)15.2萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)258.5%；插電混動(dòng)車銷量為3.3萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)100.3%。
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，不論是造車新勢(shì)力，亦或是傳統(tǒng)車企，只有緊跟政策趨勢(shì)、順應(yīng)技術(shù)發(fā)展方向，才能在新汽車時(shí)代的潮流中站穩(wěn)腳步。
而與傳統(tǒng)的燃油車相比，新能源汽車在其整個(gè)產(chǎn)品生命周期里面也會(huì)帶來(lái)各種各樣的問(wèn)題。例如作為汽車核心心臟的發(fā)動(dòng)機(jī)被電機(jī)所取代，如何設(shè)計(jì)、研發(fā)具有競(jìng)爭(zhēng)力的汽車電機(jī)成為各大汽車廠商的頭號(hào)命題。
本文將基于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，拋磚引玉。同時(shí)我們整理了電機(jī)仿真的相關(guān)資料，希望給大家?guī)?lái)幫助，領(lǐng)取方式請(qǐng)看文末。
電機(jī)運(yùn)行過(guò)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(huì)引起共振，進(jìn)而產(chǎn)生電磁噪聲。
展開(kāi) 新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能要求及類型對(duì)比
2）高效率：為提高電動(dòng)汽車的續(xù)航行駛里程，需要降低電機(jī)各部分損耗值，并
能夠在汽車減速制動(dòng)時(shí)進(jìn)行能量回收提高能源利用率。
3）高過(guò)載能力：電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要足夠大，以滿足電動(dòng)汽車的加速能力和爬坡
能力。
4）寬調(diào)速范圍：為了滿足頻繁起動(dòng)和停車、低速爬坡、高速行駛以及非常寬的
運(yùn)行速度范圍等特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出特性需要在電機(jī)低速與高速運(yùn)行范圍內(nèi)
都能達(dá)到精準(zhǔn)的控制要求，而且不失去其他動(dòng)力性指標(biāo)要求。
5）高可靠性：新能源汽車的動(dòng)力電池組集電機(jī)繞組中的電壓很容易到達(dá) 300V
以上范圍，故要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電氣系統(tǒng)的安全防護(hù)等級(jí)較高，以保證安全。
6）高動(dòng)態(tài)相應(yīng)性能：以滿足汽車頻繁起停等復(fù)雜工況的要求及多臺(tái)電機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)
行的要求。
7）小體積，輕重量：受到整車空間的限制，以及必須考慮與傳動(dòng)系之間的連接
與安裝等問(wèn)題，要求牽引電機(jī)具有體積小、重量輕等特點(diǎn)。
應(yīng)用于新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)有以下幾種類型，不同電機(jī)類型有不同的優(yōu)劣勢(shì)：
1）直流電機(jī)：早期新能源汽車驅(qū)動(dòng)用電機(jī)大多是直流電機(jī)，因?yàn)槠滢D(zhuǎn)矩速度特
性能夠較好滿足新能源汽車的性能要求，且控制簡(jiǎn)單。但由于其結(jié)構(gòu)的缺陷，
導(dǎo)致其對(duì)使用環(huán)境要求高、壽命短、保養(yǎng)困難。隨著電子器件和微控制器的
技術(shù)進(jìn)步，目前交流電機(jī)已基本取代直流電機(jī)。
2）交流異步電機(jī)（也稱交流感應(yīng)電機(jī)）：其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、控制技術(shù)相
對(duì)成熟；但異步電機(jī)轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱，在高速運(yùn)行時(shí)需要較大的冷卻功率，對(duì)
控制器技術(shù)要求較高；且低速性能不好，需要減速機(jī)構(gòu)。由于美國(guó)本土缺少
生產(chǎn)永磁同步電機(jī)的稀土資源，從其國(guó)家戰(zhàn)略考慮，美國(guó)生產(chǎn)的純電動(dòng)汽車
或混合動(dòng)力汽車大多采用了交流感應(yīng)電機(jī)作為其驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
展開(kāi) 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(duì)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(duì)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(tái)上測(cè)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(cè)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(cè)試結(jié)果
6 結(jié) 論
本文針對(duì)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(chǎng)三維有限元分析方法對(duì)電機(jī)電磁場(chǎng)、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(duì)樣機(jī)試驗(yàn)負(fù)載特性數(shù)據(jù)與有限元值進(jìn)行對(duì)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(kāi)發(fā)提供一定參考價(jià)值。
展開(kāi) 汽車專題第七期 |新能源汽車—電機(jī)篇（三）
技術(shù)鄰?fù)瞥?em>汽車專題合集，包含新能源汽車專題、自動(dòng)駕駛專題、輕量化專題、底盤(pán)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(jī)篇，里面有優(yōu)質(zhì)文章、免費(fèi)視頻、最新文檔，快看看有沒(méi)有大家感興趣的內(nèi)容吧！
文章
1.新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)NVH仿真中的電磁力處理
主要內(nèi)容：任意定子結(jié)構(gòu)加載位置選擇、基于多個(gè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)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(jī)NVH分析中的空間階次！
主要內(nèi)容：基于MANATEE的階次分析、基于MANATEE的力密度的時(shí)空分布...
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3.新能源汽車NVH問(wèn)題、挑戰(zhàn)與趨勢(shì)！
主要內(nèi)容：汽車NVH基礎(chǔ)、新能源汽車NVH問(wèn)題與挑戰(zhàn)、新能源汽車NVH發(fā)展趨勢(shì)、總結(jié)...
展開(kāi) 新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺(tái)：電池包碰撞與電機(jī)耐久測(cè)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(cè)試與電機(jī)耐久測(cè)試是評(píng)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(tái)作為測(cè)試的核心基準(zhǔn)載
三、電機(jī)耐久測(cè)試專用方案：高頻振動(dòng)下的保障
1.抗振性能強(qiáng)化：平臺(tái)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(tái)面經(jīng)氮化處理，耐高溫≥200℃，可適配電機(jī)耐久測(cè)試中50-150℃的溫升環(huán)境，減少熱變形對(duì)測(cè)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(duì)接扭矩傳感器、功率分析儀等測(cè)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(cè)試，提升平臺(tái)通用性。
綜上，新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺(tái)通過(guò)針對(duì)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(cè)試需求。科學(xué)選用專用平臺(tái)不僅能保障測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠，還能提升測(cè)試安全性與效率。在新能源汽車向高安全、長(zhǎng)續(xù)航轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)下，專用試驗(yàn)T型槽平臺(tái)成為核心部件測(cè)試的關(guān)鍵裝備，對(duì)推動(dòng)新能源汽車品質(zhì)升級(jí)具有重要意義。
展開(kāi) 
多物理場(chǎng)仿真對(duì)新能源汽車用電機(jī)優(yōu)化分析 衡祖仿真
1、問(wèn)題所在
為了改善空氣質(zhì)量，減少環(huán)境污染，減少對(duì)石油的依賴，降低能源安全風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)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(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。使用經(jīng)濟(jì)效率較高的電機(jī)對(duì)于增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。
2、如何解決
國(guó)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(duì)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(tái)Simdroid，開(kāi)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(chǎng)仿真PaaS平臺(tái)Simdroid?（伏圖?）中，通過(guò)“二維建模”功能，對(duì)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(duì)模型整體進(jìn)行網(wǎng)格剖分、邊界設(shè)置、磁場(chǎng)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(chǎng)分布云圖
完成電機(jī)磁場(chǎng)分析流程后，使用Simdroid?內(nèi)置的APP開(kāi)發(fā)器，用戶能夠非常方便地進(jìn)行APP開(kāi)發(fā)。在三相感應(yīng)電機(jī)仿真計(jì)算APP中，通過(guò)對(duì)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(kāi)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(guò)程已封裝完好，可大幅降低設(shè)計(jì)工程師的使用門(mén)檻。該仿真APP具有輕量化、易操作等優(yōu)勢(shì)，可幫助企業(yè)快速迭代產(chǎn)品，降低開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期。
展開(kāi) 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(chǎng)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(duì)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(jiàn)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(duì)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(duì)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(jiǎn)單形狀，并適當(dāng)簡(jiǎn)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(kāi)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(kāi) 新能源汽車扁線：盡享汽車電動(dòng)化、電機(jī)扁線化雙重紅利 ￥5000
新能源扁線產(chǎn)能及出貨量：精達(dá)擴(kuò)產(chǎn)最快
精達(dá)股份擴(kuò)產(chǎn)速度最快，充分享受滲透率提升紅利，預(yù)計(jì)21年形成產(chǎn)能1.9萬(wàn)噸/年，22年形成產(chǎn)能4.5萬(wàn)噸/年。2019年發(fā)行可轉(zhuǎn)債募集7.87億元，其中3.3億元投向新能源產(chǎn)業(yè)及汽車電機(jī)用扁平電磁線項(xiàng)目，新建新能源扁線產(chǎn)能3萬(wàn)噸/年。21H1新能源扁線出貨2045噸，其中Q2出貨約1248噸，環(huán)比提升56%，展望全年預(yù)計(jì)出貨超過(guò)5000噸，進(jìn)入規(guī)模化放量期，良率進(jìn)一步提升。
金杯電工擴(kuò)產(chǎn)速度稍慢，23年達(dá)到2萬(wàn)噸/年，25年達(dá)到5萬(wàn)噸/年。2021年7月公告投資7.11億元新建新能源汽車電機(jī)專用電磁線產(chǎn)能5萬(wàn)噸/年。21H1新能源扁線出貨700-800噸，全年出貨有望達(dá)到2000噸。
冠城大通電磁線子公司大通新材已經(jīng)提交了IPO申請(qǐng)材料，IPO項(xiàng)目包括年產(chǎn)8萬(wàn)噸漆包線綠色智能技術(shù)改造項(xiàng)目。招股說(shuō)明書(shū)顯示，2020年1-6月新能源扁線出貨860噸。
長(zhǎng)城科技已公告產(chǎn)能5.2萬(wàn)噸。IPO項(xiàng)目中包含0.7萬(wàn)噸新能源汽車用特種電磁線項(xiàng)目，8月26日公告定增15億，其中8.3億元用于4.5萬(wàn)噸新能源汽車扁線。21H1新能源汽車用扁線產(chǎn)量突破1300噸，并繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)。
2.4. 研發(fā)及專利對(duì)比：精達(dá)和金杯領(lǐng)先
金杯電工和精達(dá)股份專利數(shù)量最多。扁線技術(shù)含量高，前期投入大，根據(jù)公告資料顯示，截止至2020年金杯電工專利數(shù)量227個(gè)，精達(dá)股份214個(gè)，長(zhǎng)城科技118個(gè)，冠城大通30個(gè)。
金杯電工研發(fā)人員數(shù)量遠(yuǎn)超同行。截止至2020年，金杯電工研發(fā)人員668人，長(zhǎng)城科技106位，精達(dá)股份396位，冠城大通114位。
金杯電工、精達(dá)股份近三年研發(fā)費(fèi)用投入較高，長(zhǎng)城科技研發(fā)投入增速很快。
展開(kāi) 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(guó)市場(chǎng)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(yáng)工廠開(kāi)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(méi)有普及開(kāi)來(lái)。
電勵(lì)磁同步電機(jī)的原理已經(jīng)公開(kāi)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(méi)有門(mén)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(shū)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。
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表1：各種類型驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能對(duì)比
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以上對(duì)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(duì)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(méi)有量產(chǎn)應(yīng)用，數(shù)據(jù)只是單純意義上對(duì)比和參照。
至于采用什么種類的電機(jī)，各個(gè)國(guó)家和各個(gè)公司都有自己的設(shè)計(jì)方案，沒(méi)有絕對(duì)的好壞區(qū)別，更沒(méi)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(guó)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(guó)家資源分布的差異，如歐美國(guó)家稀土相對(duì)稀缺，而中國(guó)的儲(chǔ)量相對(duì)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。
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