新能源电动汽车驱动电机工程设计

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1、新能源电动汽车驱动电机工程设计袁承享，金启前，冯擎峰(浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江杭州311228)摘要：从电动汽车对驱动电机的要求．选取电机磁路结构、主要参数的确定等方面介绍永磁同步电动机的设计方法，通过有限元仿真分析验证该工程设计方案的可行性。关键词：新能源；电动汽车；永磁同步电机；设计中图分类号：U469．7文献标识码：A文章编号：1oo3—8639(2014)12—0022—03EngineeringDesignofDrivingMotorforNewEnergyEVYUANCheng—xiang，JINQi—qian，FENGQing—feng(GeelyAutomobile

2、RresearchInstitute，Hangzhou311228，China)Abstract：ThedesignmethodofpermanentmagnetsynchronousmotorfornewenergyEVisintroducedfromthemotormagneticcircuitstructureandthedeterminationofmainparametersbasedontherequirementsofdrivingmotorforEV．Thefeasibilityofthisdesignproposalisverifiedbyfiniteelementsim

3、ulation．Keywords：newenergy；EV；permanentmagnetsynchronousmotor；design与传统的异步电机、电励磁同步电机相比，采上进行适当改进。据此，永磁同步电动机的设计可用永磁体作为励磁源的永磁同步电机，其效率、功借鉴异步电动机的部分设计及试验数据，这样不仅率因数、功率密度等均有很大的提高，是一种很有能缩短设计周期，降低成本，而且在部分设计数据前途的高效节能产品。随着永磁同步电机设计技术上还能借鉴其成熟经验。的不断成熟和社会对这种电机优越性能的逐渐认1．1电磁负荷识．永磁同步电机作为新能源汽车的动力装置，其电磁负荷A和选择时，与所用材料的性

4、能、应用会越来越广。绝缘等级、冷却条件、性能要求等多种因素有关。由于永磁同步电机的磁路结构复杂，学术界对它不但影响有效材料的耗用量，而且对电机的参数、这类电机的理论分析投入了大量的精力。类似的研运行性能、可靠性都有重要影响。在允许的情况究文章很多，大多着眼理论研究和分析(1]。这些研下，选取较高的A和B值，可提高电机的功率密度。究对于指导制造工厂进行研究开发有一定的帮助，下面以通用Y2系列电机参数为基础，并结合两然而还不能从整体上指导工程师进行永磁同步电机者特点：Y2系列为Sl工作制及自扇冷的散热方式，的设计。本文从工程设计的角度出发，提出一套针电动汽车用永磁同步电动机为S9工作制及水冷散

5、热对设计人员的工程设计方法方式，预估电机的电磁负荷A、为同规格异步异步电动机、电励磁电动机以及永磁同步电动电机的1．2～1．5倍，Y2的电磁负荷值可查阅相关资料机的定子部分设计相似，主要区别在于转子的设计算E2]。计。永磁同步电动机设计的主要任务是确定电机的1．2主要尺寸的确定主要尺寸和电磁负荷、电机的磁路结构。定子槽根据布置的需求，初步估算电机的电枢外径尺数、永磁体选择，定转子极槽配合及冲片和绕组数寸D，并按异步电机折算转矩值[同步电机额定转据．然后应用性能校核程序对初始方案进行校核，矩／(1．2～1．5)]来选定电枢外径尺寸D。、额定转矩值最后根据计算结果调整设计参数直至电磁设计方案相

6、当的Y2异步电动机规格，初步借用同规格异步符合性能指标。目前，经常使用的电磁设计方法是电机电枢尺寸。下式为主要尺寸初选公式。等效磁路法和电磁场数值解法。本文结合路和场的鱼：分析方法，采用有限元分析软件ansoftmaxwell对永⋯KN。K如lAB8np磁同步电机性能进行校核。式中：D_——电枢内径；L厂电枢计算长度；A——线负荷；酪一气隙磁密；P——计算1确定主要尺寸、电磁负荷功率；转速；广计算极弧系数；KN一在工程设计过程中，可在最接近待设计的电机磁场波形系数：Kdpl——定子基波绕组系数。收稿日期：2013—12—03：修回日期：2013—12—18《汽车电器》2014年第12期2磁

7、路结构选择5气隙的选择2．1磁路结构为减小杂散损耗，降低振动和噪声，便于装在电动汽车中，要求电动机在经济车速附近效配，永磁同步电动机比同规格异步电动机的气隙长率最高，所以电动机设计时往往使其额定转速(基度大．气隙长度直接影响了电机的性能和原材料频)对应于经济车速。为了满足高速运行，在经济(特别是永磁体)的使用量。气隙长度增大时，电车速以上。电机处于弱磁运行状态，为获得较好的机的失步转矩倍数增大，同时永磁体用量增加；直弱磁