三、驱动电机技术参数
技术指标
额定.连续100Nm@（0~5000rpm）& 50kW@（5000~11400rpm）
峰值.短时250Nm@（0~5000rpm）& 125kW@（5000~11400rpm）
最高转速11400 rpm极限转速
（考核机械寿命）13680 rpm
直流母线电压353V最大反电势
E0-rms-line
@11400 r/min——V
最大AC电流340A/425Arms(3s)效率Max 97%
环境温度——冷却方式水冷65℃ 10L/min
绝缘等级H级工作制S9
电池容量6.5ah/25.8ah（插电）电池功率27kw（20C）/
电机重量42电池电量33kWh（插电）
功率密度2.976转矩密度5.95
本帖最后由 limengde2001 于 2017-9-29 11:23 编辑
四、成本重量分析
电机总重42kg，125kW峰值，功率密度2.976，远远超过美国能源部2020目标1.6（丰田、日产等2010年前后产品接近该指标），可见i3的确有很大的技术进步，值得分析。有以下两点减重措施值得关注：1. 多极（12p）空心化：定子轭部减重，绕组端部减重，尤其转子冲片内部减重很多；2. 创新外壳结构：有没有发现这个电机外壳装配拆分好怪异，好坏先不论，这种创新让人耳目一新，外壳包括轴承仅11.5kg。
主材分析
项目重量单价成本
Cu6.3555.00 349.27
Fe25.21 25.00 630.24
Mag2.01 350.00 703.20
合计33.57
1682.71
主材峰值功率密度3.72
主材峰值转矩密度7.45
单位功率
13.46
单位转矩
6.73
粗算，该电机成本不超过3500元。 注：价格按去年较为稳定的材料价格，今年材料价格大涨，应该是不可持续的。
看到该冲片，相信首先会担心2点：漏磁过大、强度不足，稍后会进行分析
补充内容 (2017-9-30 13:17):
看图像是人字形斜极，对吗？
补充内容 (2017-9-30 13:23):
外壳的加强筋和骨架结构也值得学习，对减重、增强、抗震都大有好处，有时候比从电磁考虑效果更明显
补充内容 (2017-10-11 20:38):
宝马电机高功率密度的诀窍欢迎探讨
补充内容 (2017-10-11 20:42):
宝马这种创新外壳形式有做过的吗？大家怎么看？
本帖最后由 limengde2001 于 2017-9-29 15:14 编辑
五、电机结构尺寸及其材料
转子冲片略有误差，见附件dwg文件参数已经备齐，见下表；
1.1 主要结构及其尺寸
电机主要结构及其尺寸
电机基座最大外径——气隙长度0.7
定子铁芯外径242定子铁芯内径180
定子铁芯轴向长度132
转子铁芯外径178.6转子铁芯内径52(估计值)
转子铁芯轴向长度132
1.2 定子结构 （72 槽 12 极 单层分布绕组，槽形自己推测的）
定子冲片及槽形结构
Number of StatorSlots: 72Outer Diameter ofStator (mm): 242Inner Diameter ofStator (mm): 180
Type of StatorSlot: 3Stator Slot hs0 (mm): 0.8 hs1 (mm): 0.8 hs2 (mm): 21.3176 bs0 (mm): 1.9 bs1 (mm): 4.03258 bs2 (mm): 5.89407 rs (mm): 0.2
Top Tooth Width(mm): 3.9619Bottom Tooth Width(mm): 3.9619Skew Width (Numberof Slots):1
Length of StatorCore (mm): 132Stacking Factor ofStator Core: 0.97Type of Steel: 30DH
Designed WedgeThickness (mm): 0.800004Slot InsulationThickness (mm): 0.3Layer InsulationThickness (mm): 0End LengthAdjustment (mm): 10Number of ParallelBranches: 6Number ofConductors per Slot: 9Type of Coils: 11Average Coil Pitch: 5Number of Wires perConductor: 12Wire Diameter(mm): 0.724Wire Wrap Thickness(mm): 0.08Slot Area (mm^2): 110.861Net Slot Area(mm^2): 89.9087Limited Slot FillFactor (%): 80Stator Slot FillFactor (%):77.6487Coil Half-TurnLength (mm): 222.886
1.3 转子结构（12P-双U型）
转子冲片及槽形结构
详见附件CAD文件 PERMANENT MAGNET DATA
Residual Flux Density (Tesla): 1.24Coercive Force (kA/m): 939.772Maximum Energy Density(kJ/m^3): 291.329Relative Recoil Permeability: 1.05003Demagnetized Flux Density(Tesla):0Recoil Residual Flux Density(Tesla): 1.24Recoil Coercive Force (kA/m): 939.772
补充内容 (2017-10-11 20:40):
备注：采用的是描绘的模型，有坛友方便共享下测绘数据吗？
说明：
好像在哪儿看到说采用的是0.2mm的片，暂时先用0.3的片粗略算下
本帖最后由 limengde2001 于 2017-9-30 13:30 编辑
六、主要电磁性能分析计算
6.1 空载反电势、空载磁密、齿槽转矩、气隙磁密波形（冷态）BMWI3反线反电势有效值375V，幅值524.4V，约1. 5倍母线电压（353Vmax）。齿部、轭部磁密为1.23，气隙磁密0.73T。齿槽转矩极小，仅±0.03Nm（若不斜极也不大，为±3Nm）。
值得注意：
[*]磁钢两侧宽槽设计一举两得，对隔磁和减重有很好的作用
[*]空间占位优化了气隙磁密
[*]但是从冲片的结构分析磁桥局部结构有待优化
[*]转子轭部局部已经饱和了，可以大幅减重且不会导致单位电流转矩饱和
相信不少前辈拆解见过实物的，请教大家：1. 转子铁芯分六段斜极，是不是要开3套模具？2. 看图好像不是单边斜，是不是用了V型斜抵消轴向力？
6.2连续运行及转矩脉动根据报告推测，该电机可以在5000rpm-75kW连续运行，温升约115-65=50℃。但最高转速时，75kW恐怕难以长期连续运行。所以不妨以最高车速功率计算50kw不同转速性能（取5000rpm、9000rpm、11400rpm，便于与实验数据对比）。
低速连续工况50kw-5000rpm-95.49Nm运行（约65km/h）值得注意：1. 效率不错，不像橡树岭报告中给出的测试值那么低，应该是测试报告有问题；2. 铁耗应该更小一些，因为冲片材料我按30厚算的。3. 脉动±2.5Nm
补充内容 (2017-10-11 20:51):
仿真显示该电机不像橡树岭测试报告中效率低，认为是测试有问题，大家怎么看？
前辈，冲片材料厚度怎么考虑的？
前辈，算出的反电势小了30V，感觉可能是硅钢片材料不一样，可以帮忙看一下么！
补充内容 (2017-10-3 18:55):
已经找到原因，，，，，
前辈，冲片材料厚度用叠压系数考虑的么？
期待的杰作!可以学习
BY_CH1 发表于 2017-10-1 10:35
前辈，冲片材料厚度怎么考虑的？
暂时用30DH粗略的算的《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》
BY_CH1 发表于 2017-10-1 11:08
前辈，算出的反电势小了30V，感觉可能是硅钢片材料不一样，可以帮忙看一下么！
补充内容 (2017-10-3 18:55 ...
是不是导磁性能设置大了导致反电势小？？？？
limengde2001 发表于 2017-9-29 11:08
四、成本重量分析
电机总重42kg，125kW峰值，功率密度2.976，远远超过美国能源部2020目标1.6（丰田、日产 ...
图像显示是人字型斜极。
limengde2001 发表于 2017-10-9 13:57
暂时用30DH粗略的算的《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》《》
找到设置芯片厚度的地方了，谢谢。
limengde2001 发表于 2017-10-9 13:59
是不是导磁性能设置大了导致反电势小？？？？
是BH curve后面磁密大的部分没有，用外推法拟合了一下，差不多相等了
本帖最后由 limengde2001 于 2017-10-11 21:10 编辑
6.3连续高速运行（ 50kw11400rpm-41.88Nm）仿真结果如下：
一些相关图表如下
6.4峰值转矩运行
值得注意：
峰值转矩足够，转矩脉动小，达0.79%。（说明：计算值比测试转矩大，可能是由于冲片不是精确模型）
此外，与报告一致，峰值电流时转矩没有饱和，转矩电流曲线是一条直线。
本帖最后由 limengde2001 于 2017-10-11 21:26 编辑
6.5矢量控制MTPA策略变频运行
转矩转速包络线与报告一致，效率map图的高效区分布也与报告一致，但效率值比报告要高3个点。
母线电压353极限相电流375Arms
峰值转矩262峰值功率135
峰值转速功率152转折速度5130
最高效率97.5%80%高效区占比98.92%eff-area＞80%98.00%eff-area＞85%
有以下几个特点值得注意：
1. 高速功率基本无衰减；
2. 高效区在高速大功率范围,与报告一致；
3. 最高效率97，不像报告显示的那么低
4. 高效区范围广，达98%以上。
效率map图如下
橡树岭实验室实测效率map图如下
电流超前角扫描如下
本帖最后由 limengde2001 于 2017-10-11 21:35 编辑
七、电感参数计算
电感map图如下
提取出低速时MTPA运行时i3电机的电感，如下：
值得注意：
直到峰值电流，凸极率一致维持在2以上，电流转矩曲线呈现出很完美的线性。
limengde2001 发表于 2017-9-30 12:06
六、主要电磁性能分析计算
6.1 空载反电势、空载磁密、齿槽转矩、气隙磁密波形（冷态）BMWI3反线反电势有 ...
前辈 back EMF 两张图的那个正弦线代表什么？
