北京快乐8分析软件宝马i3驱动电机设计和性能报

更新时间:2018-04-30 16:37    分类:秒速赛车计划   

  宝马i3的电机作为单独的总成,并未与减速箱集成。电机总重量约为42公斤,官方公布的数据显示电机功率可达125kw,扭矩可达250Nm。电机定子是热压进铝水套的,水套外圆为螺旋槽和外壳以形成冷却回路。非常轻松的将定子水套从电机外壳中拉出后,可以看到定子内套两端各装有一个大号的O型圈,这两个O型圈可以保证冷却电机的乙二醇冷却剂不会泄露出来。电机的重量大约为6.9kg,带有法兰盘的水套的重量大约为4.6kg,余下的定子铁芯、铜线

  下左图更详细的展示了定子绕组及硅钢片的细节,电机为12极72槽配合,同心绕组,6个并联支路,每槽9匝,每匝12根AWG21圆铜线。电机装有两个温度传感器,一个安装在绕组端部,另外一个安装在转子轴承附近。下右图定子硅钢片并不是完整的圆环型,它是由6块铁芯以拼接的方式组成一个完整的定子铁芯。定子铁芯长度是132.3毫米,外径242.1毫米。

  下图是电机转子,它由转子轴、硅钢片、磁铁、转子端板组成,总重量为14.2kg。转子外径为178.6mm,转子硅钢片的形状有点类似于同步磁阻电机的设计,但它在每极上装有一大一小两个钕铁硼磁钢。为了减少运行期间的齿槽转矩和扭矩脉动,转子钢片轴向上一共分成了6层斜极。

  I3电机转子的磁钢布局和槽形都非常的复杂和特殊,目的是减小电机磁链的条件下,增加电感凸极率。电机反电动势很小,但输出扭矩却很大;电机需要弱磁的车速很高(工况很少),而扭矩电流比却做得很大。

  下图显示了在不同角度及电流的情况下,电机堵转测试的情况 。图表显示产生250Nm的峰值扭矩需要530A的峰值电流。随着角度的变化,扭矩变化非常平顺,输入最大电流,当角度为135度时,电机输出峰值扭矩。

  下图所示,随着电流的增加,扭矩变化非常线性,这可以表明:就当电机产生250Nm的峰值扭矩时,磁饱和的程度也不高。

  基于360V的电压平台,在不同的转矩和转速下,对宝马i3的电机做了性能和效率测试。在这些测试中,为了发挥系统的最佳状态,电控及电机是被50%的水和50%的乙二醇混合液冷却,冷却液的流量是10L/min,冷却液的温度保持在65度。

  下图是电机和电控的综合效率图,当电机转速高于5000rpm,输出扭矩大于50Nm时,电机和电控的综合效率可以达到90%以上。通过这些测试可以确认,0~4000rpm电机都可以输出250Nm;5000~11400rpm电机可以输出峰值功率125kw。

  在可操作的前提下,对电机在25、50、75kw的功率等级下做连续测试,测试转速为5000rpm、7000rpm及9000rpm。下图显示了电机转速为7000rpm,持续功率分别为25kw、50kw及75kw时的绕组温度变化。持续输出25kw,半小时后电机温度达到85度;持续输出50kw,半小时后电机温度达到95度;持续输出75kw,半小时后电机温度达到110度。

  下图所示,电机转速为5000rpm,输出功率为50kw,北京快乐8分析软件持续这样的工况半个小时,电机温度达到100度。

  另外,宝马i3的逆变器采用英凌650V/800A的FS800系列IGBT。针对它120KW的功率而言,逆变器搭载的电容仅仅为450V/475μF,也有可能是在电池端还有额外的电容并联。