基于AIPOD的新能源汽车主驱电机电磁性能优化.pdf

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1、2019宁波菲仕技术股份有限公司宁波菲仕技术股份有限公司孟庆贺孟庆贺20232023年年5 5月月2626日日基于基于AIPODAIPOD的新能源汽车主驱电机电磁性能优化的新能源汽车主驱电机电磁性能优化2目录目录CONTENTS目录第二部分：案例描述第三部分：优化方案第一部分：背景概述第四部分：优化效果第五部分：总结一一 背景概述背景概述菲仕集团北仑总部菲仕集团杭州湾基地 宁波菲仕技术股份有限公司成立于2001年，为国家级高新技术企业，电机产品业务覆盖新能源汽车、大型传动、高端机床及智能制造、通用伺服四个业务板块，树立了行业应用典范一一 背景概述背景概述 菲仕不断开发有竞争力的产品，优化客户结

2、构，主要客户群体覆盖传统车企及新势力造车企业；已经实现电机、电控、减速器以及多合一动力总成产品的开发及产业化；2022年新能源业务产值超8亿元，2025年预计产值达35亿元一一 背景概述背景概述 建设完成年产20万台套自动化电机产线产线建设遵循三个“100%”保障电驱动三合一产品的质量和一致性产品关键特性的控制和检测率100%；所有关键工序自动化率100%；所有工序的参数和产品质量追溯性100%建设完成新能源汽车电动系统实验中心实验中心占地面积近2500平米，投资近1.8亿设有6大功能试验区，共计13个试验室具备完整的新能源汽车电驱及总成系统验证能力一一 背景背景概述概述 驱动电机，作为新能源

3、汽车的“动力心脏”，决定了汽车的动力性、经济性以及舒适性，其关键系统要求可提炼为“4H2L4H2L”多目标优化设计多目标优化设计多工况多目标追求极限多物理场耦合计算多物理场耦合计算电场磁场温度场流体场振动场4 High2 Low高功率密度高扭矩密度高效率高可靠性低噪音低成本实现路径面对严苛的市场需求，从新能源汽车需求角度开发产品，全面分析整车典型工况最大能耗点，进行多目标寻优，优化全局效率与功率；优化结构与冷却设计，减轻电机重量，提升功率密度，从而提升整车动态性能。一一 背景概述背景概述 电机多目标优化设计:利用多目标优化算法及相应工具来进行辅助，把电机优化由人力密集型转化为计算资源密集型，提

4、高计算效率，拓宽数据覆盖面多设计目标多工况：空载，峰值转矩，峰值转速，额定转速，持续转矩，持续功率多维度：1.提高转矩、功率和转速输出能力2.提高效率及高效区面积3.降低关键阶次电磁力，进而降低电机噪音辐射4.优化齿槽转矩、转矩脉动，提升NVH表现5.降低磁性材料用量，缩减成本追求极限高功率密度高扭矩密度高转速低成本轻量化01人人 确定工况，以及优化目标；明确可优化变量；设置和改善优化算法；根据筛选策略，进行解集选择；进行最终验证，完成方案设计0203规范规范 统一不同人员对工具的设置，避免错误和遗漏；统一建模要求算法工具算法工具 进行参数化建模 采用算法，进行自动求解；不断迭代，得出目标解样

5、本空间效率优化结果样本空间效率优化结果一一 背景概述背景概述功能强大1）涵盖参数敏感性分析、稳健性分析与优化2）可进行单目标、多目标的参数优化，算法丰富，包括遗传算法、天茯自研的SiverBullet智能优化算法等 求解高效1）改进拉丁超立方取样，样本有效性高2）基于高质量响应面求解，替代CAE求解器进行求解，求解速度快 适用面广可与多种CAE软件集成，支持所有可以批处理的软件或程序 界面友好向导式操作流程，便于上手 对电机开发人员而言，AIPODAIPOD特别适用于电机多目标、多物理场的优化分析将电磁仿真软件与AIPODAIPOD相结合，可以：进行一流的电机多学科优化设计 对设计优化空间进行

6、充分的探索 高效的多目标优化设计快速响应设计需求9二二 案例描述案例描述 运用Motor-CAD进行方案设计及仿真计算 通过AIPOD对转子磁路结构、定子槽形、永磁体用量等10个参数作为设计变量 以峰值输出转矩最大、转矩脉动最小、空载反电势有效值最小及谐波含量最低、齿槽转矩最低等作为优化目标，并设定相应约束条件 案例描述：以某款纯电乘用车用电机客户输入需求为例，在给定的轴向空间范围内，充分探索电磁方案可能性项目输入需求电机类型/相数/工作制永磁同步电机/3/S9额定电压380Vdc电压范围/满功率电压范围230-490Vdc/380-495Vdc相电流峰值500A峰值功率170kW380V峰值