宝马电机的制造工艺

宝马电机的制造工艺

在内部开发和eDrive电驱动技术的战略部署下，电机在其中扮演另一个重要角色。宝马i和iPerformance车型使用的电机具有较高的体积和重量功率比，能够在高速转动范围内提供线性额定功率并保证出色的效率。

定子和转子都在丁戈尔芬格工厂生产，然后与电机外壳连接，装配线非常灵活，员工都进行过培训，能够执行不同的操作。U形布置确保了灵活性与高效率的结合。在所有的工作站，组件以符合人体工程学的方式递送给操作者。

同时，工作站可调节高度和倾斜度，以适应人体工程学的需要。大部分操作都可以用坐姿或站姿进行，这种特殊方式有助于eDrive电驱动组件的高生产质量。

电机所具备的高输出比和运动特性是基于永磁同步电动机技术不断优化的结果。

例如，定子由长达两千米被极度压缩的铜线构成。定子生产要对金属板进行封装和绝缘，然后拉伸切割形成线圈。

金属板通过激光焊接进行接合。转子组件也采用特殊工艺制备。将磁铁装入转子并铆接后，冷却的转子轴无压烧结到加热部件，从而转子磁化，整个制备组装过程被大大简化。在电机总装的最后阶段，定子首先于150度左右无压烧结进入马达壳体，然后插入转子。在其它部件都被安装好并在相关功能测试完毕后，完全装配好的电机可以安装到车上了。

去年，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。

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。

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。

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。

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。

电机参数：

PCU包括：

motor inverter，

dc／dc converter （360 V to12 V），

3．7 kW battery charger．

PCU：19kg。

控制板：

驱动板：

英飞凌650V／800A的FS800系列IGBT：

测试台架：

530A时达到250Nm：

随着电流的增加，扭矩线性变化：

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％。

电控效率等高图：随着速度的增加，电控效率从88％增加至99％。

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。

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。

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：