前言

新能源驱动电机的性能优劣，直接决定了电动汽车的动力输出、能效及可靠性。而定子，作为电机的核心部件，其设计质量更是影响电机性能的关键要素。本文将从铜满率、绕组峰值电密、以及定子出线位置三个方面，深入探讨如何评估新能源驱动电机定子设计的优劣。

01 #

铜满率

铜满率，即定子槽内裸铜所占的横截面积与裸槽内可用空间总量的比值，是衡量电机定子设计好坏的重要指标。

1

好的设计铜满率的选择

对于400V平台的新能源驱动电机，铜满率应保持在70%以上；

对于800V平台，铜满率则需达到60%以上。

计算铜满率要剔除绝缘材料

高铜满率意味着更多的铜导体被有效利用，能有效降低电阻损耗，从而提升电机效率。

2

铜满率对性能的影响

▶  功率密度： 高铜满率有助于提升电机的功率密度，使电机在相同体积下输出更大的功率。

▶ 效率 ：铜满率越高，电机绕组的电阻越小，电阻损耗相应降低，电机效率得以提高。

3

铜满率的实现

▶ 绝缘材料： 选用高性能绝缘材料（如PI漆），减少绝缘层占用的空间，提高铜满率。

▶ 绕线工艺： 在工艺允许的前提下，尽量减小线与线之间的间隙，提高绕线密度。

02 #

绕组的峰值电密

绕组峰值电密，即绕组中电流密度的最大值，是评估电机定子设计优劣的另一关键指标。

1

好的设计电机峰值电密的选择

新能源驱动电机的绕组峰值电密应达到30A/mm²以上，以确保电机在高负荷下稳定运行，同时保持高效率。

2

峰值电密对性能的影响

▶ 输出功率： 高峰值电密意味着绕组能承载更大的电流，从而提高电机的输出功率。

温升： 高电流密度会导致绕组温度升高，因此合理的散热设计至关重要。

▶ 绝缘寿命 ：长期高负荷运行会加速绝缘材料的老化，影响电机使用寿命。

3

提高峰值电密的方法

▶ 改进散热设计： 通过增加散热面积、优化风道等方式，提高电机散热能力。

▶ 选用耐热等级高的绝缘材料： 虽然成本可能稍高，但为了更高的功率密度和更长的使用寿命，这是值得的。

03 #

定子出线位置

定子出线位置是影响电机性能和可靠性的另一个关键因素。

1

好的设计出线位置的选择

定子出线位置应尽量靠近外侧，这样不仅可以缩短升高pin的长度，还有助于减少接线长度，降低设计成本。

2

出线位置对性能的影响

▶ 接线复杂度： 出线位置靠近外侧可以简化接线过程，降低接线错误和故障的可能性。

▶ 抗振动能力： 出线位置靠近外侧，使得升高pin长度缩短，悬臂也相应缩短，从而提高电机的抗振动能力。

3

出线位置的优化方法

▶ 优化设计： 通过优化绕组出线图，使得出线位置尽量靠近外侧。

总结

新能源驱动电机定子设计的好坏，直接关系到电机的性能、效率和可靠性。通过合理控制铜满率、绕组峰值电密以及定子出线位置等关键参数，可以显著提升电机的性能表现和使用寿命。未来，不断优化电机定子设计，提高电机性能，将是新能源汽车领域的重要发展方向之一。

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