前言
新能源驅動電機的性能優劣，直接決定了電動汽車的動力輸出、能效及可靠性。而定子，作為電機的核心部件，其設計質量更是影響電機性能的關鍵要素。本文將從銅滿率、繞組峰值電密、以及定子出線位置三個方面，深入探討如何評估新能源驅動電機定子設計的優劣。
01?銅滿率
銅滿率，即定子槽內裸銅所占的橫截面積與裸槽內可用空間總量的比值，是衡量電機定子設計好壞的重要指標。
1.好的設計銅滿率的選擇
對于400V平臺的新能源驅動電機，銅滿率應保持在70%以上；
對于800V平臺，銅滿率則需達到60%以上。
計算銅滿率要剔除絕緣材料
高銅滿率意味著更多的銅導體被有效利用，能有效降低電阻損耗，從而提升電機效率。
2.銅滿率對性能的影響
?? 功率密度：高銅滿率有助于提升電機的功率密度，使電機在相同體積下輸出更大的功率。
???效率：銅滿率越高，電機繞組的電阻越小，電阻損耗相應降低，電機效率得以提高。
3.銅滿率的實現
???絕緣材料：選用高性能絕緣材料（如PI漆），減少絕緣層占用的空間，提高銅滿率。
???繞線工藝：在工藝允許的前提下，盡量減小線與線之間的間隙，提高繞線密度。
02 繞組的峰值電密
繞組峰值電密，即繞組中電流密度的最大值，是評估電機定子設計優劣的另一關鍵指標。
1.好的設計電機峰值電密的選擇
新能源驅動電機的繞組峰值電密應達到30A/mm2以上，以確保電機在高負荷下穩定運行，同時保持高效率。
2.峰值電密對性能的影響
???輸出功率：高峰值電密意味著繞組能承載更大的電流，從而提高電機的輸出功率。
溫升：高電流密度會導致繞組溫度升高，因此合理的散熱設計至關重要。
???絕緣壽命：長期高負荷運行會加速絕緣材料的老化，影響電機使用壽命。
3.提高峰值電密的方法
???改進散熱設計：通過增加散熱面積、優化風道等方式，提高電機散熱能力。
???選用耐熱等級高的絕緣材料：雖然成本可能稍高，但為了更高的功率密度和更長的使用壽命，這是值得的。
03?定子出線位置
定子出線位置是影響電機性能和可靠性的另一個關鍵因素。
1.好的設計出線位置的選擇
定子出線位置應盡量靠近外側，這樣不僅可以縮短升高pin的長度，還有助于減少接線長度，降低設計成本。
2.出線位置對性能的影響
???接線復雜度：出線位置靠近外側可以簡化接線過程，降低接線錯誤和故障的可能性。
???抗振動能力：出線位置靠近外側，使得升高pin長度縮短，懸臂也相應縮短，從而提高電機的抗振動能力。
3.出線位置的優化方法
???優化設計：通過優化繞組出線圖，使得出線位置盡量靠近外側。
總結
新能源驅動電機定子設計的好壞，直接關系到電機的性能、效率和可靠性。通過合理控制銅滿率、繞組峰值電密以及定子出線位置等關鍵參數，可以顯著提升電機的性能表現和使用壽命。未來，不斷優化電機定子設計，提高電機性能，將是新能源汽車領域的重要發展方向之一。
來源：RIO電驅動
