电动车 -双转子电机.pdf

2024年7月18日，宝马宣布正与DeepDrive公司合作，共同测试一

款集成了双转子技术的新型电动机。

DeepDrive开发的双转子电机是一种新结构电机，核心理念是更小

的尺寸和更低的成本，未来将搭载在宝马的新车上。

DeepDrive公司总部位于慕尼黑，是一家初创公司，得到了宝马的

风险投资，从2021年双方开始合作。在宝马的支持下，DeepDrive

的双转子电机已经进入路试阶段。

1、双转子径向磁通电机

（1）总体概念

简化定子结构，增加第二转子磁路

提高磁场利用率

（2）优势

给定电流下更高的扭矩输出

定子轭部铁损减小－有利于提高驱动效率

（3）挑战

从定子到壳体的扭矩传递

绕组的冷却

自支撑、扭转刚性绕组将扭矩传递到电机轴向端部

2、DeepDrive关于双转子电机的解决方案

（1）扁铜线方案

两侧激光焊接

高扭转刚度

分布式波浪绕组

（2）斜槽设计

每根导线有一个插槽

分离式内环+外环

冲压工艺

（3）定子支撑骨架

将扭矩传递到壳体

确保端部绕组的冷却

铝制

3、转子

（1）钢制转子

谐波含量极小的分布式绕组→低铁损

低合金钢，具有良好磁化性能的结构钢

（2）制造工艺简单

板材拉伸成型工艺

可使用管材成型

（3）表贴式磁铁

高扭矩和功率密度

高速工况可采用CFR套筒方案

4、电磁优势

（1）扭矩和功率输出

在相同的尺寸和磁钢质量下，扭矩提高了30%

在整个速度范围内输出功率高

（2）极小的定子轭部－减小铁损

WLTP工况的铁损减少了约30%

在相同的扭矩输出下，铜损耗更低

（3）出色的NVH性能

整个运行期间0.5%的转矩脉动

无临界径向力激励

（4）绕组中的交流损耗非常小

相邻导体无邻近效应

可以使用非常大的导体，而不会产生过多的交流损耗

5、材料成本和制造优势

（1）定子

冲压工艺

下脚料减少90%

（2）转子

拉伸成型工艺

低碳合金钢

（3）绕组

无折弯成型

每槽单根导线

（4）磁钢

尽量减少材料使用

不含昂贵的镝和铽

通过降低材料成本和生产成本，双转子电机具有巨大的成本潜力

6、双转子电机的应用：轮毂电机

1200Nm～2600Nm/车轮

100kW～200kW/车轮

最高循环效率（范围增加20%）

集成制动器

适用于19-23英寸轮辋

7、双转子电机的应用：中央驱动

2500Nm～4500Nm/轮端

200kW～400kW/轮端

WLTP工况和整车高速工况

电驱动系统成本低

重量和空间要求低

8、双转子中央电驱动+带锥齿轮差速器的平行轴两挡变速器

额定电压：650VDC

扭矩（峰值/额定）：430Nm/210Nm

功率（峰值/额定）：300kW/150kW

峰值转速：14000rpm

总成外径：255mm

运动部件重量：22kg

磁钢重量：1.05kg

铁芯重量：8kg

重量：78kg

减速器速比6～9

3轴、6轴承

与传统PSM相比，材料成本降低了50%

与不同的变速箱解决方案兼容

轻巧紧凑，集成逆变器

可选配集成驻车制动器

9、效率map

（1）包括逆变器在内的峰值效率＞97.5%

（2）WLTP和整车高速工况与高效区吻合

（3）机器+逆变器的预计循环损耗

C段车辆1.0kWh/100km

D段车辆1.3kWh/100km

（4）非常低的拖曳损失，有利于全轮驱动应用

WLTP中0.2kWh/100km拖曳损失

即使不断开离合器，也不会对行程产生影响

10、峰值和连续性能测量

测得1500Nm峰值扭矩、720Nm连续扭矩；峰值功率为120kW，

实测连续功率为80kW

11、效率测试（eDrivemotor+inverter）

从测量到模拟的效率偏差为0.3%，对循环损失的影响很（+0.13kWh/100km）

12、WLTP损失分析

13、小结

效率仍然是点驱动系统的主要技术指标。

所提出的双转子径向磁通拓扑结构将高效率与低材料成本相结合。

双转子轮毂或中央电机是当今最有效的电力推进系统，可将车辆续

航里程提高20%以上。

不同类型的变速箱可以轻松集成到紧凑的车辆设计空间中。

通过即将推出的逆变