驅動系統設計的案例
電動汽車電機驅動系統EMC設計及測試研究
（6）電機定子繞組對軸的寄生參數，在設計中應盡量減小，以降低共模電流。
3 測試案例
針對一套額定功率為60kW的電機驅動系統，根據以上設計要點進行設計。并按照GB/T36282的標準進行了摸底實驗，系統參數如下：直流電壓：540V；額定電流：160A；額定轉速：4000rpm；額定轉矩：145N·m。
主要進行的項目為寬帶發射試驗，測試布局圖如圖5所示。在測試中，高壓交直流線纜均使用屏蔽線纜且兩端屏蔽層均與機殼良好連接。
由于實驗室資源限制，測試過程中未采用標準建議的扭矩運行，電機運行于額定轉速的一半，空載模式。測試結果如圖6所示，寬帶輻射騷擾度與GB/T36282—2018要求的限值存在較大余量。
4 總結
本文通過對電機驅動系統EMC干擾來源及傳播路徑的分析，提出若干在電機驅動系統設計中針對EMC問題應注意的設計要點，通過對實際設計樣機的摸底測試，符合標準要求，驗證了設計要點的有效性。
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（6）電機定子繞組對軸的寄生參數，在設計中應盡量減小，以降低共模電流。
3 測試案例
針對一套額定功率為60kW的電機驅動系統，根據以上設計要點進行設計。并按照GB/T36282的標準進行了摸底實驗，系統參數如下：直流電壓：540V；額定電流：160A；額定轉速：4000rpm；額定轉矩：145N·m。
主要進行的項目為寬帶發射試驗，測試布局圖如圖5所示。在測試中，高壓交直流線纜均使用屏蔽線纜且兩端屏蔽層均與機殼良好連接。
由于實驗室資源限制，測試過程中未采用標準建議的扭矩運行，電機運行于額定轉速的一半，空載模式。測試結果如圖6所示，寬帶輻射騷擾度與GB/T36282—2018要求的限值存在較大余量。
4 總結
本文通過對電機驅動系統EMC干擾來源及傳播路徑的分析，提出若干在電機驅動系統設計中針對EMC問題應注意的設計要點，通過對實際設計樣機的摸底測試，符合標準要求，驗證了設計要點的有效性。
展開 新能源汽車驅動系統設計仿真分析解決方案
新能源汽車系統組成復雜，涉及到到電、磁、控制、機械、流體等不同的物理域；以及總體、機械、氣動外形、電子電氣等不同設計部門。如何綜合考核各個關鍵部件的電磁、結構、溫升等性能；如何綜合評估系統與部件的匹配性；如何在各個設計部門中協調設計？上述問題涉及到橫向多域設計，又涉及縱向多層次設計，甚至需要綜合考慮流程與數據管理等問題。
針對新能源汽車的研發設計，安世亞太提供統一、精準的分析系統和解決方案。本期，為大家分享的是安世亞太在新能源汽車驅動系統設計仿真分析的解決方案。
展開 精確建模，無縫集成 | 《ANSYS電機驅動系統設計仿真解決方案》現已開放領取
IGBT應用及封裝設計
· IGBT特征化建模和開關特性測試
· IGBT寄生參數提取及系統性能分析
· IGBT電磁性能分析和傳導路徑優化
· IGBT多物理場耦合特性分析
· IGBT熱模型提取及系統性能分析
· IGBT輻射干擾分析
2. 驅動/控制系統設計
3. 永磁同步電機降階模型抽取
· 永磁同步電機降階模型原理
· ECE模型提取流程（以永磁同步電機PMSM為例）
· IPM電機ECE模型抽取
· 矢量控制算法仿真（Clark、Park、SVPWM）
4. 控制代碼自動生成
· 功能原理
· 模塊構成
----SCADE Suite Advanced Modeler（高級建模器）
----SCADE Suite MTC（模型覆蓋率分析）
----SCADE Suite KCG（代碼生成器）
----SCADE Suite RM GATEWAY（需求管理工具）
· 應用方案技術指標
· 應用方案特點
5. 電驅動系統集成化設計
6. 電驅動系統EMI/EMC
· 重要性
· 技術難題
· ANSYS解決方案
· ANSYS解決方案的典型應用
----線纜選型和寄生參數提取
----線纜電磁輻射分析與布局優化
----電磁設備傳導及輻射特性分析
----PCB控制板的電磁干擾分析
----機箱機柜屏蔽效能分析
----系統電磁環境對醫療設備的干擾
----系統設備布局和電磁隔離度分析
7. 電驅動系統熱設計
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800V電驅動系統詳細解析 800V電驅動系統設計技術詳解
本文想從Vitesco發布的800V電驅動技術---800V電橋系統應用帶來的系統效率提升開始，看看800V應用帶來的機會和挑戰。
前言
交通運輸行業的全球電氣化需要開發高效且具有成本效益的電氣化動力系統解決方案。牽引系統中 800 V 的應用實現了快速充電的優勢，并可以減少導體的橫截面積以降低重量和成本。
由于電池仍然是電驅動系統的最主要成本構成，因此以最高效的方式使用電池提供的能量是很重要的，從電能到機械能的轉換效率即電驅動系統效率就顯得及其重要。為了提高效率，必須減少功率損耗：①逆變器的功率損耗必須保持在較低水平，②同時必須降低電動機的諧波損耗。碳化硅 (SiC) 技術的應用，為 800 V 系統提供了實現這兩個目標的可能性。
眾所周知，SiC功率器件比硅Si更高效，因為輕載導通損耗和開關損耗都更低。SiC技術可實現更高的開關頻率，從而通過降低諧波損耗來提高電機的效率。SiC半導體材料特性、效率優化的模塊設計以及改進的控制技術相結合，組成了由逆變器 和電機組成的高效牽引系統。
展開 設計仿真 | AI+仿真雙驅動！?？怂箍殿I跑人形機器人研發
通過這些分析，研發人員可以在保證部件強度和性能的前提下，優化部件的結構設計，減輕機器人整體重量，提高其能效比。同時，耐久性分析能夠預測部件在長期使用中的疲勞壽命，為機器人的可靠性和維護策略提供數據支持。
04
驅動與傳動系統設計仿真
?？怂箍档腞omax、Cradle及Actran等軟件能夠對人形機器人的驅動與傳動系統進行設計仿真，包括熱與聲學問題的分析。通過這些仿真，研發人員可以優化電機、齒輪等驅動部件的設計，提高系統的傳動效率和可靠性。同時，熱與聲學問題的分析能夠幫助研發人員解決機器人在運行過程中可能出現的散熱和噪聲問題，提升機器人的整體性能和用戶體驗。
05
AI大模型集成與復雜場景模擬
?？怂箍倒I仿真軟件支持將AI大模型引入Adams，為人形機器人研發提供更強大的智能化支持。AI大模型可以與Adams的多體動力學模型進行協同仿真，模擬各種復雜場景，如人形機器人在不同地形上的行走等。這種集成方式不僅能夠增強仿真效率，加速模型求解，減少運算時間，還能提升結果準確性，對仿真中的不確定性因素進行評估和修正。此外，基于仿真數據和AI大模型的分析，為用戶提供決策建議，如在人形機器人設計中，根據不同的任務需求，推薦最優的關節參數、結構布局等。
通過以上多方面的應用，海克斯康工業仿真軟件能夠為人形機器人的研發提供全面的技術支持，幫助研發人員解決從機械設計到控制系統開發，從結構強度到驅動系統設計等一系列復雜問題，加速人形機器人的研發進程，提升產品的競爭力。
真實案例見證
?？怂箍倒I仿真軟件的強大實力
?？怂箍倒I仿真軟件在人形機器人研發領域的應用已經取得了顯著的成果。例如，在大型四足機器人的步態仿真中，Adams軟件通過精確的運動學和動力學分析，幫助研發人員優化了機器人的步態周期、單腿步距等關鍵參數，實現了穩定的步行。
展開 一個用于傳送驅動系統的二級減速箱的分析
背景資料
位于澳大利亞新南威爾士州紐卡索港的Port Waratah Coal Services Limited (PWCS)公司經營著世界上最大、效率最高的煤處理系統。它的終端站位于新南威爾士州的Kooragang島，占地60公頃，自1984年開始營業。PWCS為了將終端站總吞吐量增加到每年八千九百萬噸，對該站分三個階段進行了擴建。擴展工程的第三個階段于2001年九月完成。
按合同約定，戴維布朗有限公司(DBGI)提供第三個階段的運輸驅動系統設計裝配。DBGI公司位于新南威爾士州的Bulli，經營驅動設備系統已有140年歷史。他們的業務市場橫跨澳大利亞、歐洲、北美、南太平洋和南部非洲。該公司技術及設備力量雄厚，可以生產小到5公斤大到250噸的變速箱。
做為合同的一部分，DBGI 要設計和安裝16個有特殊用途的 B2-560SP 變速箱于傳送驅動系統。下面所示的 800 千瓦( 988 每分鐘轉速)的二級變速箱由一個傘齒輪和一個斜齒輪組成。
由于設計要求降低總的噪音水平，要特別注意對齒輪箱的設計。上下齒輪箱用球狀石墨鑄鐵制造以使箱體有很好的減振降噪能力?？蛻舻囊粋€附加要求是箱體的設計要盡量減少平坦的表面以免煤灰在齒輪箱上積累，這樣，上蓋具有相當新穎的形狀。
工作內容
做為項目設計階段的一部分， Strand7 Pty Ltd 公司工程咨詢部 承擔了齒輪箱的固有頻率分析。該分析是為了研究齒輪箱殼及組件的振動特征，其結果將與實體模型測試結果一起用于改進設計。
DBGI 公司使用 AutoCAD Mechanical Desktop (MD) 軟件生成了變速箱的實體初步設計模型。
展開 第二十章：多學科仿真驅動電驅系統創新設計 | 達索系統百世慧
無論是純電驅動，還是混合動力的新能源汽車，電驅系統都是核心的動力部件。動力總成供應商和主機廠都在共同促進電驅系統的優化設計，在保證和提高動力輸出的基礎上，實現更高的節能減排效率。同時，隨著不斷加劇的市場競爭，要求供應商和主機廠都能夠以更快的速度開發出新的產品。在這樣的背景下，仿真作為提高研發效率的催化劑，在各大企業都有非常廣泛和深入的應用。電驅系統的仿真涉及多個學科，包括結構、電磁、流體、噪聲等，而且很多工況都涉及多個物理場的耦合，具有很大的復雜性和挑戰性。為了更快速得到更準確的仿真結果，企業需要建立和不斷加強研發階段多物理場聯合仿真的能力，并能夠高效地基于多物理場仿真進行產品設計的優化。
達索系統SIMULIA提供完整的多學科仿真軟件和平臺體系。目前已涵蓋結構、疲勞、流體、電磁、聲學等多個學科，并通過設計仿真平臺將各個仿真工具無縫集成于研發體系。能夠實現針對電驅系統的高效率仿真和多學科優化，從而為產品創新設計提供助力。
本次講座將介紹達索系統SIMULIA針對電驅系統多學科優化驅動創新設計的方案和案例。
會議信息：
2022年8月5日 14:00 -15:00
會議講師：
主講人：姚永漢-達索系統SIMULIA汽車行業技術顧問；畢業于上海大學/上海市應用數學和力學研究所，工程力學碩士，主要負責汽車行業結構分析以及結構優化的技術支持
會議鏈接：
https://3ds.tbh5.com/SIMULIA/EventDetail.aspx?eid=673&f=bestway
產品咨詢
Simulia網站：https://vsystemes.com/
展開 驅動系統NVH設計
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干貨 | 采用三電機設計方案的Audi E-tron S車用電驅動系統
圖1 提高E-tron系列續航里程的措施
研究人員將電池SOC 從88%提升到91%，并通過大量試驗證明了電池系統的穩定性。SOC的提升充分延長了系統使用壽命。
當車輛以低負荷行駛時，E-tron前驅系統中的電機得以解耦。這意味著電力電子裝置不會再向電機輸入脈沖電流。相應減少的能量消耗可以提高車輛效率。該措施可以通過優化電力電子功能來實現，重新連接電機時不會影響其舒適性或敏捷性。
降低制動器的殘留制動力矩及優化制動盤清潔功能也可以提高整車續航里程。研究人員通過進一步優化熱管理系統，減少了冷卻液回路中的流量和冷卻液泵的功耗。
與最初發布的E-tron車型相比，E-tron運動型多功能汽車(SUV)的續航里程增加約25 km。
Sportback車型因具有更好的風阻系數，其在WLTP工況下的續航里程較SUV的續航里程增加了約10 km。
2 電機驅動
_
Audi公司旗下的研究人員針對E-tron系列車型開發了配備有高度通用化組件的智能電驅動系統。為了最大程度地利用車輛安裝空間，研究人員通過設計優化，在前驅動系統上采用了平行軸異步電機，后驅動系統則采用同軸異步電機。前后驅動系統的電機結構相似，只是有效長度不同(分別為120 mm 和210 mm)。同樣，研究人員還將電力電子裝置設計為通用化組件，僅在軟件版本和直流(DC)接口方面有所不
同。
展開 電驅動系統冷卻設計
電驅動系統冷卻設計
電驅動系統冷卻設計
電驅動系統冷卻設計
干貨丨電驅動系統冷卻設計
干貨丨電驅動系統冷卻設計
電動汽車用三合一電驅動系統設計與驗證
圖3 電機控制器結構示意圖
1.3 電機定、轉子結構設計
為滿足技術指標的要求，定、轉子結構需要經過反復的設計、仿真分析與校核。最終經過計算分析確定鐵心規格：外徑180 mm，長度125 mm。電機機殼采用低壓鑄造成型，機殼內部自帶螺旋式冷卻水道。驅動電機定、轉子結構如圖4所示。
圖4 驅動電機定、轉子結構示意圖
2 冷卻系統設計
不同于分體式電驅動系統，三合一電驅動系統集成度更高，熱量集中，系統的冷卻設計是三合一產品開發過程中的關鍵一環。本文的三合一電驅動系統冷卻水道結構如圖5(a)所示，電機機殼設計有螺旋結構水道，這種結構可以降低流阻，增強對繞組的冷卻效果。電控冷卻水道出口與電機冷卻水道入口集成設計;控制器水道結構如圖5(b)所示，水道內設計云朵狀翅片結構以增大該部分的散熱面積，加強對IGBT的冷卻效果。工作時，冷卻液首先由整車冷卻系統進入電機控制器，對電機控制器進行冷卻散熱后再流入電機，對電機進行冷卻，最終冷卻液從電機出水口流出，完成對系統的冷卻散熱。
展開 干貨丨電動汽車動力驅動系統設計
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