- 关于<新能源汽车动力总成培训(高级)> 中第三部分"三. 纯电动汽车驱动系统架构解析"的节选内容
- 原创文章，作者：Mr.H
2.1 不同类型电动汽车的通用组件 2.2. 电驱动系统物理结构示意 2.3 不同视角下的影响因素（对设计） 2.4. 电驱动系统的能量流和组件关键技术指标示意 2.5. 电驱动系统工作原理图
3.1 定义
3.2 驱动电机：需求
3.3 驱动电机：工作特性
3.4 驱动电机：四象限
3.5 驱动电机：扭矩特性
3.6 驱动电机：满载特性
3.7 驱动电机：扭矩计算
3.8 驱动电机：电机全家族类型
3.9 扭矩产生的机理
3.10 直流电机的结构和工作原理
3.11 交流电机的结构和工作原理
3.11.1 三相电机-定子如何工作的
3.11.2 三相电机-转子如何工作的（异步电机）
3.11.3 三相电机-转子如何工作的（同步电机）
3.12 三相电机-定子设计
3.13 三相电机-转子设计
3.14 功率&扭矩特性
3.15 特殊的三相电机：开关磁阻电机
3.16 电机总览& 对比
3.17 电机效率：IM vs. PSM
3.18 电机的应用
3.19 电机的集成 3.20 电机的冷却方式的选择原则 3.21 三相电机-传感器 3.22 PSM中传感器的集成
4. 逆变器
4.1 电驱动系统的物理架构
4.2 逆变器的物理架构
4.3 电机是如何被逆变器控制的？
4.4 三相电压是如何产生的？
4.5 FOC控制
5. 不同新能源汽车下电机类型和功率的选择
下面这张图表达的是电动汽车动力总成设计过程中可选的电机之间的比较:
选择什么样的电机更合适，重点要考虑的几个关键因素：
成本(材料、可制造性)
效率(损耗)
重量、体积(package)
安全性(非预期的扭矩)
扭矩质量(齿槽转矩)
噪音
（关于不同驱动电机的特征、特性和上述几点因素在整车应用上带来的影响差异，会在「SysPro | 驱动电机系统」中详细展开，这里只做概述）
下面我们重点聚焦永磁同步电机(PSM)和感应电机(IM)，从效率、特征、应用的关键做下对比说明。下图展示了PSM和IM的典型效率分布特征：
在高速时具有较高高的效率，高于80%，但是在低速和低负载区域（蓝色区域），效率不高于，只有10%~20%，这是因为，在这种情况下磁场是由静态电流产生的。 虽然IM电机的功率密度相比PSM会低，但是其过载能力很高，例如图中黑色线所示：持续扭矩虽然只有100Nm，但是其短时峰值扭矩高达500Nm，并且IM由于是通过定子电流产生的磁场，所以TA的高速能力不错，适用于高速场景下。
超过90%的效率区域相对较宽，并且从较低转速就开始了，这一点，相比于IM，PSM的低速低扭区域的效率表现会好很多。 并且，由于磁场是由永磁体产生的，电机的功率密度比较好。 但是，需要注意的是鲁棒性：由于电机输出受限于磁场温度，所以过载不太好，且制造工艺相对复杂。
图片来源：网络
-> 感应电机特性
高速运行效率高
高过载能力
通过定子电流产生磁场
功率密度低
笼型设计使其坚固耐用
适用于高速概念，例如混合动力应用
-> 永磁同步电机特性
低速运行效率高
过载受限于磁铁温度
通过磁铁产生磁场
在宽速度范围内具有高功率密度
制造复杂
适用于电动汽车应用，或启动电机
3.18 电机的典型结构与应用
根据上述对永磁同步电机(PSM)和感应电机(IM)特征的描述，说明下实际应用中的注意事项：
优点：结构坚固、成本较低，在较高速度下效率最佳。 缺点：不是最高效选择（高效区范围相对有限）；对气隙敏感。 应用场合：适用于低成本设计；分时四驱纯电动、混合动力（可以减少脱开机构或离合装置）
优点：效率最高（效率范围更广）；低速时性能良好，对气隙不敏感。 缺点：成本较高；对温度敏感，可能影响鲁邦性；需要更复杂的控制，并需要位置传感器。 应用场合：适用于纯电动车追求续航里程的；低速应用（ISA/CiSG）；混合动力或DHT技术的低速应用。
电气接口：三根高压电缆，需要提供良好的绝缘
机械接口：需要考虑所涉及的公差链，这些公差可能对气隙有很大影响
冷却接口：将冷却液导入电机定子和转子中
传感器：用于PSM的转速位置探测和温度探测，传感器必须具有良好的鲁棒性，抗温度、振动和污染，满足机械公差和电磁兼容性要求
(知识星球发布)
3.21 三相电机-传感器 (知识星球发布)
3.22 PSM中传感器的集成(知识星球发布)
4.1 电驱动系统的物理架构 4.2 逆变器的物理架构 4.3 电机是如何被逆变器控制的？ 4.4 三相电压是如何产生的？ 4.5 FOC控制
以上内容为<新能源汽车动力总成培训(高级)> 中第三部分"电驱动系统架构及相关技术解析"的节选内容。到此为止，关于《三、电驱动系统架构及相关技术解析》内容就基本结束了(共5大+34小章节）。从下周开始第四部分《纯电动汽车驱动系统架构解析》和第七部分《新能源汽车动力总成系统的评估工具和方法》的内容（交互进行），请持续关注！专栏全部内容可点击下图链接。
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2024年9月1日 晚
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