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通用电动汽车和混合动力汽车的电机技术解密

电机技术 | 发布时间:2017-11-11 | 人气: | #评论# |本文关键字:汽车电机,电机,混合动力汽车
摘要:原文:《Retrospective of Electric Machines for EV and HEV Traction Applications at General Motors》——Khwaja Rahman etc. 摘要:本文回顾了通用(GM)电动汽车 (EV)、混合动力汽车 (HEV)、插电式混合动力汽车 (P

原文:《Retrospective of Electric Machines for EV and HEV Traction Applications at General Motors》——Khwaja Rahman etc.


摘要:本文回顾了通用(GM)电动汽车 (EV)、混合动力汽车 (HEV)、插电式混合动力汽车 (PHEV) 和燃料电池电动汽车(FCEV)应用的电机的发展历程。包括 :1)电机定子和转子设计方法的改进,逐步改善电机转矩、功率、效率性能的同时减轻噪声;2)设计减少重稀土(HRE) 以降低成本和供应的不确定性;3)降低转矩波动和径向力以减少噪音和振动问题的设计技术。


1.定子设计

1.1定子绕组

除某些特定情况设计集中绕组电动机外,通用汽车公司的大部分电动车辆选择了杆式绕组(bar-wound)定子(发卡绕组),例如第一代雪佛兰沃蓝达的发电机。选择集中绕组主要是受空间限制。

杆式绕组的布局是波绕组,而叠绕组通常用于多股绕组设计。发夹形的杆式绕组预制好插入到定子槽,再扭成青蛙腿的形状,然后焊接在一起形成波绕组。图 1 显示了一根插入槽之前的发卡和插入槽之后再扭曲的形状,一个完整的插入并焊接后的定子。

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1.2 GM第一代定子

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2006年用于通用的第一代电动车:雪佛兰 Tahoe 和 凯迪拉克 Escalade,其中混合动力车Tahoe的发电机和电动机都是用了两台相同的电机。

10极60槽,每槽导体数4;

电机有机壳,定子铁心热套装配;

机壳上有支撑转子的轴承;

定子和转子作为独立的单元安装在变速箱;

绕组采用短距以降低5/7次谐波,绕组系数0.933;

槽中不同相绕组交替;

采用S型槽绝缘;

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1.3 GM第二代定子

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第二代定子改进:

槽绝缘由S形改进为B形;

改进的三相出线端子;


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采用了易拉罐(can)型式的机壳,用3个安装凸台将定子安装于变速箱;

独立转子由变速箱的两个轴承支撑安装;

这里提出:机壳增加了定子的刚度,有助于提升同心度和叠压公差。但是过盈装配在定子铁心上产生过度的压应力,对铁心损耗和电磁性能产生负面影响。

1.4 GM第三代定子

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第三代定子改进:

无机壳结构,铁心上增加4个安装耳朵;

1.5 GM第四代定子

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第四代定子改进:

铁心上的安装耳朵改为3个;

每槽导体数改为6;

整距绕组,绕组系数0.96,产生的5/7次谐波通过控制削弱;

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槽绝缘由B形改为两片型;

改进了星点和出线端子;

责任编辑:电气自动化网
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