前言
新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能優(yōu)劣，直接決定了電動(dòng)汽車的動(dòng)力輸出、能效及可靠性。而定子，作為電機(jī)的核心部件，其設(shè)計(jì)質(zhì)量更是影響電機(jī)性能的關(guān)鍵要素。本文將從銅滿率、繞組峰值電密、以及定子出線位置三個(gè)方面，深入探討如何評(píng)估新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。
01?銅滿率
銅滿率，即定子槽內(nèi)裸銅所占的橫截面積與裸槽內(nèi)可用空間總量的比值，是衡量電機(jī)定子設(shè)計(jì)好壞的重要指標(biāo)。
1.好的設(shè)計(jì)銅滿率的選擇
對(duì)于400V平臺(tái)的新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)，銅滿率應(yīng)保持在70%以上；
對(duì)于800V平臺(tái)，銅滿率則需達(dá)到60%以上。
計(jì)算銅滿率要剔除絕緣材料
高銅滿率意味著更多的銅導(dǎo)體被有效利用，能有效降低電阻損耗，從而提升電機(jī)效率。
2.銅滿率對(duì)性能的影響
?? 功率密度：高銅滿率有助于提升電機(jī)的功率密度，使電機(jī)在相同體積下輸出更大的功率。
???效率：銅滿率越高，電機(jī)繞組的電阻越小，電阻損耗相應(yīng)降低，電機(jī)效率得以提高。
3.銅滿率的實(shí)現(xiàn)
???絕緣材料：選用高性能絕緣材料（如PI漆），減少絕緣層占用的空間，提高銅滿率。
???繞線工藝：在工藝允許的前提下，盡量減小線與線之間的間隙，提高繞線密度。
02 繞組的峰值電密
繞組峰值電密，即繞組中電流密度的最大值，是評(píng)估電機(jī)定子設(shè)計(jì)優(yōu)劣的另一關(guān)鍵指標(biāo)。
1.好的設(shè)計(jì)電機(jī)峰值電密的選擇
新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)的繞組峰值電密應(yīng)達(dá)到30A/mm2以上，以確保電機(jī)在高負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)保持高效率。
2.峰值電密對(duì)性能的影響
???輸出功率：高峰值電密意味著繞組能承載更大的電流，從而提高電機(jī)的輸出功率。
溫升：高電流密度會(huì)導(dǎo)致繞組溫度升高，因此合理的散熱設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
???絕緣壽命：長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行會(huì)加速絕緣材料的老化，影響電機(jī)使用壽命。
3.提高峰值電密的方法
???改進(jìn)散熱設(shè)計(jì)：通過(guò)增加散熱面積、優(yōu)化風(fēng)道等方式，提高電機(jī)散熱能力。
???選用耐熱等級(jí)高的絕緣材料：雖然成本可能稍高，但為了更高的功率密度和更長(zhǎng)的使用壽命，這是值得的。
03?定子出線位置
定子出線位置是影響電機(jī)性能和可靠性的另一個(gè)關(guān)鍵因素。
1.好的設(shè)計(jì)出線位置的選擇
定子出線位置應(yīng)盡量靠近外側(cè)，這樣不僅可以縮短升高pin的長(zhǎng)度，還有助于減少接線長(zhǎng)度，降低設(shè)計(jì)成本。
2.出線位置對(duì)性能的影響
???接線復(fù)雜度：出線位置靠近外側(cè)可以簡(jiǎn)化接線過(guò)程，降低接線錯(cuò)誤和故障的可能性。
???抗振動(dòng)能力：出線位置靠近外側(cè)，使得升高pin長(zhǎng)度縮短，懸臂也相應(yīng)縮短，從而提高電機(jī)的抗振動(dòng)能力。
3.出線位置的優(yōu)化方法
???優(yōu)化設(shè)計(jì)：通過(guò)優(yōu)化繞組出線圖，使得出線位置盡量靠近外側(cè)。
總結(jié)
新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到電機(jī)的性能、效率和可靠性。通過(guò)合理控制銅滿率、繞組峰值電密以及定子出線位置等關(guān)鍵參數(shù)，可以顯著提升電機(jī)的性能表現(xiàn)和使用壽命。未來(lái)，不斷優(yōu)化電機(jī)定子設(shè)計(jì)，提高電機(jī)性能，將是新能源汽車領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。
來(lái)源：RIO電驅(qū)動(dòng)
