新能源汽车驱动电机高速化趋势分析

北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司  

电机开发总师

新能源汽车驱动电机高速化趋势分析

行业内高速电机一般指转速超过10000r/min的电机。新能源汽车驱动电机高速化，可以提高功率，进而提升汽车动力性，或者保持同样功率和动力性，同时可以缩小电机体积，降低成本。随着新能源汽车近些年的更新换代，可以看到国内外驱动电机的转速一直向高速化发展，见下表（本人不完全统计）：丰田普锐斯（Prius）三代车型转速逐步提升，国外Lucid Air motors车最高转速达到了20000rpm，国内长安630/北汽647V（华为三合一）最高转速达到17300rpm。

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高速轴承的选择

对于高速电机，轴承有一个重要参数dn值需要特别注意。dn值等于轴承档的直径与转速的乘积，通常dn值不超过2*10^6。另外可考虑采用新技术轴承，如空气轴承、磁悬浮轴承、陶瓷轴承等，但在承载力、精密度、可靠性、成本方面需要权衡考虑。

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高速带来的绕组涡流损耗

在高转速/高频情况下，定子绕组会产生明显的趋肤效应和邻近效应，合称为绕组涡流损耗，尤其对现在备受青睐的扁线电机而言，绕组涡流损耗在高速时更需认真分析与对待。

4层绕组损耗云图       8层绕组损耗云图

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NVH恶化

NVH是新能源汽车电机的重要技术指标。高速电机由于转速高，使得激振频率很高，而且电机细长，质量较轻，阻尼比较小，振型丰富，易产生各种频率的振动。而且转速高也易产生较大的空气噪声。因此NVH是高速电机必须解决的问题，需要在电磁设计、结构设计、电机控制等方面综合考虑。

  

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标定测试台架资源

高速电机的测试需要高转速的电机台架。据不完全调研，目前驱动电机用台架最高转速有25000rpm一台、23000rpm几台。国创中心23000rpm台架应该是国内第一套23000rpm，已正常对外和对内测试运行了一年时间。如果有再高转速的电机，找台架资源来测试可能会是个头疼的问题。

高速电机台架

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图 ｜2021CWIEME展会议现场