電動汽車用電機
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-12
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電動汽車用電機的實例教程
電動汽車上的電力電子變換裝置無論數量還是功率都遠遠超過傳統汽車，電磁兼容問題的嚴重性和復雜性也遠高于傳統汽車。電機驅動系統是電動汽車的三大關鍵系統之一，也是最重要的功率變換裝置，其電磁兼容性能（electromagneTIccompaTIbility，簡稱為EMC）不僅關系到自身的工作可靠性，而且會影響整車的安全運行能力和工作可靠性。從目前已有的電動汽車整車產品的檢測過程來看，大部分車型都是經過多次整改才能夠達到國標的相關規定。鑒于電磁兼容問題的重要性，基于電磁騷擾耦合和傳播的一般機制。
本文給出了電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性試驗方法。適用于純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車用驅動電機系統。
注：電動汽車電源系統通常分為2種類型：第一種普通LV(低壓)系統，其典型結構特點為非屏蔽，第二種HV系統，其典型結構特點為屏蔽。
試驗方法如下：
一、電磁輻射發射試驗
1、寬帶電磁輻射發射試驗
試驗方法：本方法用于測試EUT產生的寬帶電磁輻射發射， 若無其他規定， 在30MHz-1000MHz頻率范圍內，則按GB/T18655-2010中規定的方法進行試驗。
試驗狀態：EUT應處于正常工作狀態， 且轉速為額定轉速的50%， 扭矩為額定扭矩的50%， 機械輸出負載達到持續功率的25%。
當轉速或扭矩達不到EUT試驗狀態時， 可調整扭矩或轉速以達到持續功率的25%， 并在試驗報告中注明。
如EUT包含多個單元， 單元之間的連接線宜使用原車上使用的連接線束；如果無法實現， 電子控制單元和人工電源網絡(AN)間的連接線長度應符合本標準規定.線束應按實際情況端接，并帶實際負載和激勵。
試驗布置：試驗布置圖見圖3.
屏蔽配置應按照車輛的實際情況布置，通常所有屏蔽的HV部件應低阻抗正常接地(例如AN、電纜、連接器等狀態) EUT和負載均應接地。
展開 引言
電機驅動系統作為電動汽車的動力來源及將電能轉換為機械能的關鍵設備，在電力轉換的過程中會產生大量的傳導及輻射騷擾信號，是電動汽車EMC問題的主要零部件之一。
由于監管機構的強制要求及各車廠出于提高自身競爭力的考慮，目前設計人員已對電動汽車的EMC問題做了較多的研究，相關的國家標準也日益為人們所熟知。
其中GB/T18655—2018《車輛、船和內燃機無線電騷擾特性用于保護車載接收機的限值和測量方法》是零部件廠商應用最為廣泛的EMC標準之一，該標準在新修訂的內容中增加了對高低壓部件的適用性部分，包括高低壓耦合的測量方法及高壓部分的限值等，并在附錄I高壓部件的示例中提到帶電機的逆變器。
但該標準未限定測試中電機及控制器應處于的工作狀態，根據文獻的研究，不同工作狀態下電機驅動系統的傳導及發射騷擾性能在不同頻段有不同的表現。除此之外，工業與信息化部在2018年推出了針對性適用于電動汽車用電機驅動系統的EMC標準GB/T36282—2018《電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性要求和試驗方法》，此標準從整車應用的角度出發，對電機驅動系統的輻射騷擾限值、輻射抗擾及傳導抗擾、靜電放電抗擾都做了全面的要求，是電機驅動系統較為全面的EMC標準，該標準還對測試時電機驅動系統應處于的工作狀態做了明確要求，得到了認可和廣泛應用。
EMC測試往往是電機驅動系統測試的后期環節，同時也是關鍵環節，若EMC測試的效果不理想，可能導致開發過程較多的重復，同時由于EMC測試資源緊張，其測試費用也十分高昂，廠家一般都難以預留充足的EMC測試整改時間。因而，在設計階段對影響EMC性能的關鍵因素做較為充分的考慮，在方案設計中對可能存在的EMC問題進行設計消除，是設計工程師必須考慮的內容。
展開 引 言
電機驅動系統作為電動汽車的動力來源及將電能轉換為機械能的關鍵設備，在電力轉換的過程中會產生大量的傳導及輻射騷擾信號，是電動汽車EMC問題的主要零部件之一。
由于監管機構的強制要求及各車廠出于提高自身競爭力的考慮，目前設計人員已對電動汽車的EMC問題做了較多的研究，相關的國家標準也日益為人們所熟知。
其中GB/T18655—2018《車輛、船和內燃機無線電騷擾特性用于保護車載接收機的限值和測量方法》是零部件廠商應用最為廣泛的EMC標準之一，該標準在新修訂的內容中增加了對高低壓部件的適用性部分，包括高低壓耦合的測量方法及高壓部分的限值等，并在附錄I高壓部件的示例中提到帶電機的逆變器。
但該標準未限定測試中電機及控制器應處于的工作狀態，根據文獻的研究，不同工作狀態下電機驅動系統的傳導及發射騷擾性能在不同頻段有不同的表現。除此之外，工業與信息化部在2018年推出了針對性適用于電動汽車用電機驅動系統的EMC標準GB/T36282—2018《電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性要求和試驗方法》，此標準從整車應用的角度出發，對電機驅動系統的輻射騷擾限值、輻射抗擾及傳導抗擾、靜電放電抗擾都做了全面的要求，是電機驅動系統較為全面的EMC標準，該標準還對測試時電機驅動系統應處于的工作狀態做了明確要求，得到了認可和廣泛應用。
EMC測試往往是電機驅動系統測試的后期環節，同時也是關鍵環節，若EMC測試的效果不理想，可能導致開發過程較多的重復，同時由于EMC測試資源緊張，其測試費用也十分高昂，廠家一般都難以預留充足的EMC測試整改時間。因而，在設計階段對影響EMC性能的關鍵因素做較為充分的考慮，在方案設計中對可能存在的EMC問題進行設計消除，是設計工程師必須考慮的內容。
展開 為了提高電動汽車的動力性能和行駛里程，通常會將電動機的最大轉速設計得相對較高。這樣，當電動汽車需要加速或爬坡時，電動機可以快速輸出更大的功率和轉矩，提供更好的加速和動力表現。
電動汽車的能量回收系統也需要考慮到電動機的高轉速設計。當電動汽車行駛時，制動時會將動能轉化為電能回收，這些電能會被存儲在電池中供電動機使用。如果電動機的最大轉速較低，那么在制動時能夠回收的能量就會受到限制，從而降低了電動汽車的行駛里程。
對電動汽車來說，高轉速的優點如下：
對于新能源電機來說，轉速高，功率密度高，體積遠小普通電機適于新能源汽車的應用。
轉動慣量小、動態響應快、峰值轉速性能好。
因此，電動汽車通常將電動機的最大轉速設計得相對較高，以提高動力性能和行駛里程。
超速試驗是用來測試電動汽車驅動電機系統的性能和穩定性的試驗方法。這種試驗旨在評估電機在超出正常速度范圍時的行為，以確保其在高速運行時仍然安全可靠。試驗過程通常包括測量電機的功率，扭矩，散熱和振動特性，以確保它們在高速工作時仍然能夠穩定運行。如果超速試驗結果不理想，則可能需要對電動汽車的設計或制造進行改進，以確保它的安全性。
電動汽車的驅動電機系統是關鍵部件，需要經過嚴格的測試以確保性能和安全。其中，超速試驗是對電動汽車驅動電機系統的重要測試之一。目的是測試電機在超額轉速下的性能和穩定性。
在這項測試中，電動汽車的驅動電機被設置在最高轉速，并在這個狀態下運行一段時間，以評估電機的熱效應、震動水平和電流、電壓的變化情況。如果電機在超速試驗中表現良好，說明其在實際使用中能夠承受高轉速的壓力。
超速試驗是電動汽車驅動電機系統生產商和汽車制造商在設計和生產過程中必須進行的一項重要測試。
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流體/介質兼容性
空氣、水、有腐蝕性水、汽油、甲醇、乙醇、柴油、
各種應用
（7）車用IC 需符合AEC 的Q100&Q101 規格要求，工作壽命、(溫度,濕度,偏壓,如：HAST&H3TRB)、功率循環、溫度循環、高溫反向偏壓(HTRB)
（8）電動汽車用電機及控制器試驗方法
1、問題所在
為了改善空氣質量，減少環境污染，減少對石油的依賴，降低能源安全風險，國家大力倡導發展新能源汽車，大量新能源車企應運而生，競爭日趨激烈。使用經濟效率較高的電機對于增強企業市場競爭力非常重要。然而電機結構復雜參數之間耦合性高，需要借用仿真軟件在已有設計方案的基礎上進行仿真和優化分析，得到特定性能下的理想設計，以減少開發成本和時間。
2、如何解決
國內某車企的系列電機轉速
電動汽車用輪轂電機性能試驗臺設計[J]. 儀器與設備, 2015, 3(2): 28-34.
http://dx.doi.org/10.12677/IaE.2015.32005
文章來源：漢斯出版社
申秀敏[2]以電動汽車驅動用永磁同步電機為研究對象，從定子表面的電磁力波和定子的結構模態兩方面入手進行分析，得出電機噪聲的產生主要是由于徑向電磁力激起了定子結構的共振。齊冀龍、田彥濤[3]等將壓縮機的負載模型與永磁同步電機驅動系統結合來模擬壓縮機帶負載驅動的情況，并在此基礎上提出了一種減少電機轉矩脈動的方法。
圖9 優化前后噪聲測試對比圖
參考文獻：
［1］ 李曉華，黃蘇融，李良梓.電動汽車用永磁同步電機振動噪聲的計算分析［J］.電機與控制學報，2013，17（8）：37-42.
［2］ 宋志環，唐任遠，于慎波，等.電機參數變化對振動噪聲的影響研究［C］／／2008全國博士生學術論壇電氣工程論文集，2008：1696-1703.
5 結論
本文在一臺250 kw商用電動汽車用永磁同步電機的基礎上，提出了一種在轉子表面增加凹口的優化方案，基于有限元分析仿真平臺，對優化前后兩種電機方案進行了電磁性能、模態、振動、噪聲仿真分析與計算。仿真分析的結構證明優化后的方案輸出轉矩沒有明顯變化且轉矩脈動得到明顯降低、 電磁振動及噪聲得到明顯削弱，該優化方案有效可行。
[3] 王曉杰.電動汽車用永磁同步電機的設計及優化[D],華中科技大學,2016.
[4] 左言言,宮鎮.齒輪箱噪聲的分析與控制[J].中國機械工程,1994(2).
[5] 湯海川,郭楓.基于齒輪修形的汽車變速器齒輪嘯叫噪聲改善研究[J].上海理工大學學報,2013,35(3):294-298.
