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1.殼體評估

寶馬i3的電機作為單獨的總成，并未與減速箱集成。電機總重量約為42公斤，官方公布的數據顯示電機功率可達125kw，扭矩可達250Nm。電機定子是熱壓進鋁水套的，水套外圓為螺旋槽和外殼以形成冷卻回路。非常輕松的將定子水套從電機外殼中拉出后，可以看到定子內套兩端各裝有一個大號的O型圈，這兩個O型圈可以保證冷卻電機的乙二醇冷卻劑不會泄露出來。電機的重量大約為6.9kg，帶有法蘭盤的水套的重量大約為4.6kg，余下的定子鐵芯、銅線、絕緣材料等總共有20.8kg。

2.定子繞組及硅鋼片細節

下左圖更詳細的展示了定子繞組及硅鋼片的細節，電機為12極72槽配合，同心繞組，6個并聯支路，每槽9匝，每匝12根AWG21圓銅線。電機裝有兩個溫度傳感器，一個安裝在繞組端部，另外一個安裝在轉子軸承附近。下右圖定子硅鋼片并不是完整的圓環型，它是由6塊鐵芯以拼接的方式組成一個完整的定子鐵芯。定子鐵芯長度是132.3毫米，外徑242.1毫米。

下圖是電機轉子，它由轉子軸、硅鋼片、磁鐵、轉子端板組成，總重量為14.2kg。轉子外徑為178.6mm，轉子硅鋼片的形狀有點類似于同步磁阻電機的設計，但它在每極上裝有一大一小兩個釹鐵硼磁鋼。為了減少運行期間的齒槽轉矩和扭矩脈動，轉子鋼片軸向上一共分成了6層斜極。

I3電機轉子的磁鋼布局和槽形都非常的復雜和特殊，目的是減小電機磁鏈的條件下，增加電感凸極率。電機反電動勢很小，但輸出扭矩卻很大；電機需要弱磁的車速很高（工況很少），而扭矩電流比卻做得很大。

3.電機參數

4.寶馬i3逆變器和電機性能評價

為了對電機做更詳細的性能測試，如下圖，制作了工裝夾具，將電機安裝在了測試臺上作更詳細的性能測試。

下圖顯示了在不同角度及電流的情況下，電機堵轉測試的情況 。圖表顯示產生250Nm的峰值扭矩需要530A的峰值電流。隨著角度的變化，扭矩變化非常平順，輸入最大電流，當角度為135度時，電機輸出峰值扭矩。

下圖所示，隨著電流的增加，扭矩變化非常線性，這可以表明：就當電機產生250Nm的峰值扭矩時，磁飽和的程度也不高。

基于360V的電壓平臺，在不同的轉矩和轉速下，對寶馬i3的電機做了性能和效率測試。在這些測試中，為了發揮系統的最佳狀態，電控及電機是被50%的水和50%的乙二醇混合液冷卻，冷卻液的流量是10L/min，冷卻液的溫度保持在65度。

下圖是電機的效率等高圖，從中我們可以看出，電機在2500~9000rpm之間，輸出扭矩達到125Nm時的效率可以到94%。

下圖是電控的效率等高圖，隨著速度的增加，電控效率從88%增加至99%。

下圖是電機和電控的綜合效率圖，當電機轉速高于5000rpm，輸出扭矩大于50Nm時，電機和電控的綜合效率可以達到90%以上。通過這些測試可以確認，0~4000rpm電機都可以輸出250Nm；5000~11400rpm電機可以輸出峰值功率125kw。

在可操作的前提下，對電機在25、50、75kw的功率等級下做連續測試，測試轉速為5000rpm、7000rpm及9000rpm。下圖顯示了電機轉速為7000rpm，持續功率分別為25kw、50kw及75kw時的繞組溫度變化。持續輸出25kw，半小時后電機溫度達到85度；持續輸出50kw，半小時后電機溫度達到95度；持續輸出75kw，半小時后電機溫度達到110度。

下圖所示，電機轉速為5000rpm，輸出功率為50kw，持續這樣的工況半個小時，電機溫度達到100度。
另外，寶馬i3的逆變器采用英凌650V/800A的FS800系列IGBT。針對它120KW的功率而言，逆變器搭載的電容僅僅為450V/475μF，也有可能是在電池端還有額外的電容并聯。

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