随着新能源汽车市场的蓬勃发展,降本成了每个车企的必备任务,以前为了追求效率,在对驱动电机的选择上多为永磁同步电机。
然而今年开始,作者发现异步电机又开始逐渐走向前台崭露。今天,我们将深入探讨异步电机在新能源辅驱应用中的优势、设计注意事项以及已应用的车型。
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异步电机在新能源辅驱应用的优势
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成本效益显著
异步电机相较于永磁同步电机,其制造成本更低。这主要得益于异步电机无需昂贵的永磁材料,且结构相对简单,从而降低了材料成本和制造成本。在新能源汽车追求性价比和成本控制的背景下,异步电机成为了一个极具吸引力的选择。
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良好的适应性和稳定性
异步电机在负载突然变化或断电时具有良好的骤停特性,这使其在复杂的工况下更加稳定可靠。此外,异步电机不用担心退磁风险。
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反拖工况下的能效优化
在反拖工况(如车辆下坡或制动回收能量时),异步电机由于无需励磁,其拖曳损耗远低于永磁同步电机。因此,将异步电机用作新能源汽车的辅助驱动电机,可以在满足车辆动力性需求的同时,有效降低拖曳损耗,进而提升车辆的续驶里程。
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异步电机设计注意的点
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气隙选择:小气隙防止扫膛现象
在异步电机的设计中,因为异步电机扭矩密度不大,为了保证性能,其气隙设计一般偏小。因此必须特别注意防止扫膛现象的发生,这会导致电机损坏、噪音增大和效率降低。为防止这个问题,设计师需精确计算气隙大小,确保其在允许的公差范围内,并考虑转子在热膨胀和高速旋转下的变形量。
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铸铝工艺选择:高压铸造 vs 离心铸造
铸铝转子是异步电机的重要组成部分,其制造工艺直接影响电机的性能和成本。在选择铸铝工艺时,高压铸造和离心铸造是两种常见的方法。
? 高压铸造:高压铸造能够确保铝液在高压下快速填充模具,减少气孔和缩松等缺陷,提高转子的致密度和机械强度。然而,高压铸造设备复杂,成本较高,且对模具的精度和耐用性要求较高。
? 离心铸造:离心铸造利用离心力使铝液均匀分布在转子模具内壁上,形成光滑的转子表面。这种方法工艺简单,成本较低,且易于实现大规模生产。但离心铸造的转子可能存在密度不均匀的问题。
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铸铝转子下线检测:确保质量
铸铝转子下线检测是确保电机质量的重要环节。检测内容通常包括外观检查、尺寸测量、电性能测试和机械强度测试等。其中,外观检查主要观察转子表面是否有裂纹、气孔和缩松等缺陷;尺寸测量则确保转子的尺寸符合设计要求;电性能测试验证转子的电阻、电感和磁通等电磁性能参数;机械强度测试则评估转子在高速旋转和承受负载时的稳定性和可靠性。
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异步电机应用的车型介绍
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特斯拉Model S Plaid
第一代特斯拉Model S Plaid作为高性能电动轿车的代表,其驱动系统中融合了先进的异步电机技术。特斯拉通过优化电机设计和控制策略,实现了卓越的动力性能和能效表现。Model S Plaid的加速性能令人惊叹,同时也展示了异步电机在高端电动车型中的广泛应用潜力。
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奥迪SQ6 e-tron
奥迪SQ6 e-tron作为一款高性能电动SUV,同样采用了异步电机作为辅助驱动电机。这一设计不仅提升了车辆的动力性能,还通过优化反拖工况下的能效表现,进一步增加了车辆的续驶里程。奥迪在电机技术和整车集成方面拥有丰富的经验,为SQ6 e-tron提供了强大的技术支持。
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大众ID.6
大众ID.6作为一款中型纯电动SUV,其动力系统中也融入了异步电机的身影。目前华域麦格纳为其提供整个电驱。
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蔚来ES8
蔚来ES8作为国产高端电动SUV的佼佼者,其驱动系统同样值得关注。其将异步电机应用于ES8的驱动系统中。
总结
据了解,目前量产的主要是蔚来,未来埃安、小鹏、理想都会朝着这个方向进步。
异步电机以其独特的优势在新能源辅驱领域展现出了强大的竞争力。未来,随着新能源汽车市场的不断扩大和技术的不断进步,我们有理由相信异步电机将在更多车型中得到应用并发挥更加重要的作用。
目前行业驱动电机以永磁同步为主,但是稀土价格不稳定以及拖曳损耗大等问题也是永磁同步电机面对的问题,今年开始,异步电机做辅驱的应用越来越多,其自身成本较低,加上不需要增加断开机构,使得整个总成价格比永磁同步低很多,并且辅驱自身不需要特别高的效率,这些都是异步电机优势。
由RIO电驱动主办的“第五届全国汽车电驱动系统创新大会”将于10月30-11月1日在常州举行。届时我们将开辟专场,重点探讨异步电机在新能源电车中的高性能驱动控制策略、轻量化设计、NVH优化、高效率开发等方面的关键技术。同时,通过实验验证和工艺优化,确保异步电机能够在实际应用中发挥出最佳性能。
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