电动汽车 - 轴向磁通油冷电机.pdf

OMNI

背景需求：具有高连续性能的电机

对于商用车和大量的非道路车辆应用来说，连续性能比短时峰

值性能更重要

一些应用，如增程器和驱动泵几乎不需要任何短期峰值性能

如果电机设计为高连续性能，则电机的尺寸和成本可以大大降

低

通过减少损耗和更高效的冷却来提高电机连续性能

轴向磁通电机(AFM)：转子和定子之间的磁场平行于电机的旋转

轴

缩短轴向尺寸

高扭矩/高功率密度

径向磁通电机(RFM)：

转子和定子之间的磁场垂直于电机的旋转轴

高转速

技术成熟

轴向磁通电机的优势：高转矩和高功率密度

与相同直径的电机相比，轴向磁通电机的转子直径较大。轴向

磁通电机通过T~d^3关系增加扭矩。

轴向磁通电机的优势：使用低成本的钕铁硼磁铁

轴向磁通电机利用磁体的两极产生转矩(只有定子-转子-定子型)

轴向磁通电机的两种不同架构

（1）分布或集中绕组：

定子齿数多

定子带轭部

更少的磁铁材料

更多的铜

（2）集中绕组：

定子齿数少

无轭部定子

更多的磁铁材料

更少的铜

单转子双定子的轴向磁通电机是最好的选择

高性能轴向磁通永磁同步电机：

电压范围:24V~900V

活动直径50mm~340mm

最大转速4000rpm~15000rpm

峰值扭矩5Nm~1100Nm

最高扭矩密度16Nm/kg

M27P5电机--水冷轴向磁通电机

永磁同步电动机(PMSM)

中速电机高达7,350rpm

高扭矩密度13.3Nm/kg

宽电压范围100VDC~850VDC

设计特点

3部分壳体带一个盖板

电机串联和冷却液接口定位灵活

2个或更多电机可串联

M27P5高性能轴向磁通电机

轴向磁通油冷电机的开发目标

性能：

将连续转矩提高到峰值转矩(20s)的70%以上

将持续功率提高到峰值功率(20s)的70%以上

电压范围100VDC~850VDC

保持电机效率

设计特点：

改进外壳设计(减少零件数量)

相同的接口(热、机械、电气)

基于必威体育精装版的制造技术设计

优化成本

尽量减少电磁设计的变化

轴向磁通电机的油冷方案

（1）喷油：

转子气隙腔内有油

+对气隙无影响

+冷却转子

-气隙损耗

（2）气隙局部密封

减少转子气隙腔内的油量

+对气隙无影响

o转子冷却略次

o降低了转子气隙损失

（3）气隙全密封

转子气隙腔内无油

-增大气隙

-o转子冷却较少

-+转子气隙没有额外损失

轴向磁通油冷电机研发策略

即使转子气隙腔内底部存有一定的油，转子阻力损失依然很小

轴向磁通油冷电机-测试结果

性能目标已实现：

连续扭矩达到峰值(20s)的75%

连续功率达到峰值(20s)的75%

更高速度的铜线喷油冷却正在进行中

油冷电机具有两倍以上的连续转矩和功率

上海奥美尼传动系统已成功开发了轴向磁通永磁同步油冷电机

集成油路

和水冷电机一样的换热接口

已进行对两个定子进行喷油冷却

飞溅损失可以忽略/可以接受

连续扭矩可达峰值的75%(20s)

持续功率高达峰值的75%(20s)

与同平台水冷版本相比，连续性能在宽速度范围内翻了一倍

磁体成本降低约10%

增强设计，降低成本和可制造性