通用雪佛蘭Bolt 電動汽車的電機(jī)設(shè)計

通用汽車公司推出的最新款電動汽車即雪佛蘭Bolt電動汽車，其具有較低的成本和較長的續(xù)駛里程。預(yù)計Bolt電動汽車充電一次的續(xù)駛里程為320km，售價低于3萬美元。對Bolt電動汽車電機(jī)的設(shè)計過程進(jìn)行了介紹。

在選擇Bolt電動汽車的電機(jī)類型時，基于永磁同步電機(jī)具有功率損耗小、功率密度大和啟動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，因而將該種電機(jī)作為Bolt電動汽車所選電機(jī)類型。傳統(tǒng)永磁電機(jī)由于相鄰磁極的不對稱性，所生成的磁場不均勻，電機(jī)運(yùn)行時會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈沖和徑向力，因此需要對傳統(tǒng)永磁電機(jī)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。設(shè)計參數(shù)主要包括：永磁體布置、定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、繞組結(jié)構(gòu)和沖壓齒槽分布等。對這些參數(shù)的設(shè)計與通用雪佛蘭斯帕可（Spark）電動汽車使用的電機(jī)相似。對定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計需要同時進(jìn)行，設(shè)計時采用較多數(shù)量的磁極對數(shù)，盡可能降低因磁極的不對稱性而造成的影響。由于電機(jī)中定子、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的功率損耗與定子、轉(zhuǎn)子之間的散熱有關(guān)，因此在電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行了開槽設(shè)計，將其作為散熱風(fēng)道，提高散熱能力。此外，為盡可能降低產(chǎn)生的徑向力，將永磁體沿軸向和徑向進(jìn)行分段，從而抑制永磁體內(nèi)部渦流，消除徑向力的產(chǎn)生。采用有限元方法對優(yōu)化設(shè)計后的電機(jī)進(jìn)行分析表明，優(yōu)化設(shè)計后的電機(jī)效率達(dá)到97%，且具有良好的散熱特性。

FaizulMomen etal.SAE 2016-01-1228.

編譯：陳丁躍