9.6新形势下动力电池行业的机遇与挑战

宝马纯电动汽车 i3 电机与电控解析

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国外橡树岭实验室拆解分析了宝马i3(2016款)电机、电控,我们一起学习一下:

如下图,电机和减速器是分离的,电机没有与减速器共用壳体。

电机最大功率125kW,最大扭矩250Nm,总重42kg,功率密度接近3kW/kg。

宝马纯电动汽车 i3(2016款)电机(Motor)、电控(PCU)

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电机的内壳体外表面铣出螺旋槽,两端安装两个O型密封圈,再套上电机外壳体形成水道。

外壳体6.9kg,内壳体4.6kg,定子(铁芯、铜线、绝缘材料等)20.8kg。

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12极72槽。

每槽9匝,每匝12根(AWG21)铜线。

两个温度传感器,一个安装在绕组处,另外一个安装在轴承处。

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定子铁芯不是完整的圆环型,由6块铁芯以拼接的方式组成。

定子铁芯长度是132.3mm,外径242.1mm。

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转子重14.2kg。

转子外径178.6mm。

每极上装有一大一小两个钕铁硼磁钢。

宝马纯电动汽车 i3(2016款)电机(Motor)、电控(PCU)

电机参数:

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PCU包括:

motor inverter,

dc/dc converter (360 V to12 V),

3.7 kW battery charger.

PCU:19kg。

宝马纯电动汽车 i3(2016款)电机(Motor)、电控(PCU)

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控制板:

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驱动板:

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英飞凌650V/800A的FS800系列IGBT:

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测试台架:

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530A时达到250Nm:

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随着电流的增加,扭矩线性变化:

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360V,在不同的转矩和转速下效率测试:

冷却液流量10L/min,冷却液入口温度65度。

电机效率等高图:

在2500~9000rpm之间,输出扭矩大于125Nm时的效率可以达到94%。

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电控效率等高图:随着速度的增加,电控效率从88%增加至99%。

宝马纯电动汽车 i3(2016款)电机(Motor)、电控(PCU)

电机和电控的综合效率图:当电机转速高于5000rpm,输出扭矩大于50Nm时,电机和电控的综合效率可以达到90%以上。

0~4000rpm电机都可以输出250Nm;5000~11400rpm电机可以输出峰值功率125kw。

宝马纯电动汽车 i3(2016款)电机(Motor)、电控(PCU)

电机25、50、75kw的功率下做连续测试,测试转速为5000rpm、7000rpm及9000rpm。

下图电机转速为7000rpm,持续功率分别为25kw、50kw及75kw时的绕组温度变化:

持续输出25kw,半小时后电机温度达到85度;

持续输出50kw,半小时后电机温度达到95度;

持续输出75kw,半小时后电机温度达到110度。

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电机转速为5200rpm,输出功率为50kw,持续半个小时,电机温度达到100度:

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