三电技术关键驱动电机技术

驱动电机技术作为新能源车关键的“三电”技术之一，将逐步向轻量化、高功率和高能效方向发展。在当前电池技术无法取得重大突破的背景下，提高驱动电机的效率、功率密度、安全性与可靠性，成为新能源车驱动系统的重要研究方向。

驱动电机的分类

电机按照工作原理，可分为直流电机和交流电机，直流电机分为有刷直流电机和无刷直流电机，交流电机分为同步电机、异步电机和开关磁阻电机，同步电机又分为永磁同步电机和电励磁同步电机。

工业电机与车用电机的区别

工业电机只在1~2个额定点运行，固定转速、固定功率、固定环境。电动汽车在行驶过程中，频繁地启动/停车、加速/减速等，对于车用电机，运行工况复杂的多，这就要求电机的性能更高。在全转速扭矩范围内功率、扭矩、退磁、振动、散热、绝缘需要满足各种不同运行区域要求，给电机的设计和制造带来极大挑战；车用电机要追求更高的功率密度、转矩密度，因此对于尺寸、体积和重量的要求更高；车用电机对安全性能要求极高，电机的设计和制造要考虑退磁、应力校核、机械强度、防护等级、绝缘等级等因素；另外，电机的输出性能与运行工况和电气边界条件相关程度高、较难明确定义，系统输入限制严格，对应不同电压和电流条件下，电机的性能要求也完全不同。

驱动电机的典型技术特点

永磁同步电机因其效率高、结构简单、体积小、重量轻等特点，具有明显优势。永磁同步电机和异步电机的区别：在低转速区，异步电机高效区面积相对于永磁同步电机更小，而且更偏向于高速区；永磁同步电机功率密度高，异步电机价格低，但是异步机的体积更大，作为后驱电机在国内应用比较少。

不同冷却方式，风冷、水冷和油冷。油冷电机的持续性能高于水冷，水冷高于风冷。特别是对于高压高速电机，油冷的优势表现会更加明显。

图1.不同冷却方式电机

不同绕组形式，分布式绕组和集中式绕组。分布式绕组主要特点是分布比较长，线包会叠在一起，而且跨距通常会跨6个槽，导致端部更长，空间占用也偏大，但它散热比较好，绕组性能比较高。集中式绕组优缺点刚好相反，集中式绕组通常适合做比较扁的电机，适用于P1、P2这种拓扑结构。对于端部尺寸要求不高的应用，通常采用分布式绕组方式。

图2.不同绕组形式

驱动电机的设计优化过程

驱动电机的设计优化过程可以分为四层。第一层是物理变量，铁芯尺寸、材料铜线线径、磁钢尺寸，第二层变量是中间变量，具体指在电机设计过程中的核心变量，比如磁通、电负荷、热负荷、漏磁、磁密等。第三层为应用层，客户要求电机达到哪些指标，如效率、功率、扭矩等等。达到了客户要求后，还要保证电机的安全性和可靠性，即第四层——安全层。要做瞬态电流、模态分析、NVH、强度分析等等，最后所有变量满足要求，设计才会冻结。如果一个变量不满足需求，就要反复循环迭代。电磁仿真、机械仿真、热仿真、联合仿真，每个模块都是相互独立且紧密联系的。

电机的成本与性能、成本与效率、峰值性能与持续性能、峰值转矩与峰值功率等参数之间都是此消彼长的关系，需要相互平衡，设计优化的过程在于取舍。

针对新能源电摩应用领域，擎风电驱动的开发与制造以永磁同步电机为主，几乎覆盖国内大功率电摩主流的需求。从平台到平台的规划，涵盖风冷、水冷，目前的风冷与水冷电机可以给客户提供具有市场竞争力的电驱解决方案。

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擎风电驱动科技（苏州）有限公司是一家专业提供新能源电摩驱动产品及整车动力解决方案与服务的供应商。擎风电驱动是一家拥有专业研发与服务背景的省级民营科技企业,公司致力于研发、生产和销售汽车级永磁同步驱动电机，拥有完整的驱动电机、控制器、集成系统等相关产品，研发、生产、检测体系，为广大客户提供电摩领域全产业链的服务。