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驱动电机关键技术及发展趋势 1382cm太阳在线玩游戏电机铁芯切割焊接

时间:2023-04-04 09:03:18 点击:3817次

发展趋势:扁线,油冷,多合一

1)扁线电机:

扁线电机是指,将定子绕组中的传统圆柱形漆包铜线替换为加工成发卡状的漆包铜扁线。圆线电机的定子横截面中,圆形铜线间留下了大量间隙,而扁线电机的定子横截面中,矩形铜线可以更好地填充空间,提高槽满率,这是扁线电机和圆线电机的根本区别所在。

扁线电机相比传统圆线电机,裸铜槽满率可提升20%-30%。槽满率的提高等同于电机在具有相同体积的条件下,可以输出更高的功率和转矩;或者功率相同的条件下,可以减小电机的外径和体积,进而减小电机的重量,所以扁线绕组电机有着更高的功率密度,可以使永磁电机继续向着更小化的方向发展。

相较于圆线电机,扁线电机的首要优势即损耗降低、效率提升。永磁同步电机的损耗中,铜耗(主要是定子绕组中的损耗)占大约65%,铁耗(定子铁芯与转子铁芯中的损耗)占大约20%,其余损耗占比相对较低。扁线电机和圆线电机的铁耗水平接近,主要区别在铜耗。相比传统圆线电机,扁线电机裸铜槽满率可提升20%-30%,总铜耗下降了21%,效率提高大约1%。
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(2)油冷技术:
风冷、液冷和蒸发冷却散热系统是三种常用的电机散热系统。风冷散热系统凭借成本低、可靠性高和安装方便等优势,在小功率电机散热领域得到了广泛应用。液冷散热系统具有较高的散热功率,其散热效率可以达到前者的50倍,适用于电机发热量大、热流密度高的散热场合,但是液冷散热系统需要额外的循环液路与密封系统,增加了电机系统的成本和复杂性。蒸发冷却系统则主要应用于兆瓦级大容量发电机组的散热系统,利用气液相变循环实现对电机的高效冷却。
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车用永磁同步电机的液冷形式大致分为两种:直接冷却与间接冷却。间接冷却是机壳内设计的冷却流道,通过冷却液流经整个机壳带走热量。直接冷却则是在密封的电机内部注入冷却油,利用冷却油具有较高比热容的特性进行冷却。而且直接冷却可以增大与发热源的接触面积,可以有更好的冷却效果。永磁同步电机的绕组端部发热量大,水冷方式下冷却液无法直接接触绕组,但是油冷方式下冷却油可直接接触绕组,冷却效率更高,优势更突出。

油冷技术下冷却油可直接与电机发热部件接触,散热效率远高于传统的水冷散热系统,且油介质具有绝缘性好、介电常数高、凝固点低和沸点高等优势。比亚迪DMI的驱动电机采用直喷式转子油冷技术,可提升电机功率密度32%
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(3)多合一电驱动系统
新能源汽车对续航里程、功率密度、能量利用效率的要求越来越高,电驱动系统向集成化、小型化和轻量化的方向快速发展。目前已经发布的多合一电驱动系统有三合一、四合一、六合一、七合一甚至八合一,其中最常见的还是三合一电驱动系统。多合一电驱动系统即将电机、减速器、控制器等零部件集成,共享壳体线束等零件,实现集成、降本、轻量。