了解保时捷的发动机型号

很多人想知道了解保时捷的发动机型号的题，关于保时捷电机事件这类题，小编为你详细的介绍一下吧！

要点

电机型号——方法、使用和验证

如果没有先进的仿真工具，就无法满足现代汽车开发过程中日益增长的要求。对于电动汽车来说尤其如此。动态驾驶可能会在一段时间内提供短暂的功率增加，但很快就会达到负载极限。电力传动系统的精确仿真对于准确预测各个开发阶段的功率和能耗至关重要。第——章马尔特詹施博士

准确模拟电动汽车性能的关键是电机模型。虽然电机的核心看起来非常简单——机壳、转子、定子和两个轴承，但它实际上是一个非常复杂的热、电和机械机构，其建模和验证充满了各种挑战。

1、整车型号及主要部件

适合计算功率和能耗的电动汽车模型由多个独立的模型模块组成。最重要的模型模块及其交互的详细信息如图1所示。

图1简化的BEV仿真模型

驾驶员模型充当控制器，将给定速度曲线的车速设定值与车辆动力学模型的实际车速进行比较，并尝试通过加速器和制动踏板跟踪车速。控制元件将踏板位置转换为正或负扭矩需求，并将其发送到逆变器。然后逆变器模型将匹配的交流电流传送给电机模型，电机模型将电机电源的交流电压信息发送回逆变器。电池模型主要管理直流电流和电压之间的关系，与电机模型一样，电流被视为模型的输入，电压被视为模型的输出。

在电机内部，电能被转换为机械能。在电机模式下，电机模型接收当前输出扭矩并将该扭矩作为输入传递给变速器组件模型。传动系统模块代表多个传动系统部件，例如变速器、差速器和离合器。传递到车辆动力学模型的扭矩由变速器总成模型控制，该模型计算车辆的响应，包括车速和轮胎速度、重量平衡和轮胎打滑之间的关系。

在实际车辆中，构成电气化动力系统的许多组件都需要液体冷却。因此，组件模型还有一个使用冷却剂温度作为输入参数的热子模型。温度变化计算主要基于冷却剂温度并取决于每个模块的具体损耗。

2.电机建模

典型的电机模型由四个部分组成电磁模型、功率损耗模型、热模型和机械模型。

图2电机模型的组成

电磁模型有两个主要特点首先，计算交流电压作为交流电流、扭矩角、角频率、绕组温度和磁体温度的函数。其次，估计内部扭矩作为电流、扭矩角、功率损耗和磁体温度的函数。

功率损耗模型根据电流、扭矩角、角频率和温度等参数计算电机内部的损耗。为了处理不同的损耗类型，功率损耗模型还包括各种子模型。

热模型计算模型组件的温度和初始冷却剂温度。冷却介质的流量和输入温度都被考虑在内。

机器模型可以非常基本，在计算可用输出扭矩时仅考虑电机的惯量。

电机模型的内部工作原理实际上是一个简化的解释。实际上，各个模块之间存在高度的相互依赖性，并且逆变器的调节行为进一步增加了这种依赖性。精确建模来表示这种复杂的行为是仿真中最大的挑战之一。

模拟的质量取决于它与实际结果的接近程度。在将电机模型用作整车模型之前，必须验证所建立模型的准确性，主要通过比较计算结果与电机测试台数据之间的关系。

3.验证电机模型的测量

这是一个测试计划的简化示例，原始设备制造商可以将其用作其电机系列开发的一部分，包括六个主要测试类别。为了开始测试以确定基本的电机参数，需要执行一系列测试项目，包括电机在外壳和轴上机械加载的机械测试，以及电机暴露在盐雾等恶劣环境条件下的环境测试。在水中和高温、不断变化的气候条件下进行三项耐久性测试，模拟工程师认为最重要的测试性能测试。

图3标准电机测试流程概述

对于电机模型验证，性能测试结果和电机参数检查非常重要，即使每一项都不足以构成完整的验证。然而，测量数据为模型验证提供了基础。如果测量值与计算值差异过大，则调整几何尺寸、材料特性、模型系数。因此，通过重复这些步骤，模型越来越接近实际测量结果。

4.电磁模型验证

验证复杂的子模型通常需要额外的专门测试，如以下五个示例所示。

计算和测量的开路电压的比较

验证电磁模型的一种非常简单且有用的测试方法是比较计算的和测量的开路电压。手动旋转带有电气连接的电机时测量的开路电压（见图4）。基本建模错误，例如不正确的几何形状或不正确的绕组模型，会立即显示出来。

图4计算与实测开路电压对比

除了工程师的技能和知识之外，模型的准确性还取决于所选择的建模方法。有限元方法可以提供非常准确的结果，而交流电压波形等分析方法只能提供粗略的图像。

扭矩和电流的比较

验证电池模型的另一个测试是比较扭矩和电流之间的相关性。在低速时，交流电流逐渐增加，并在所有条件下测量净扭矩。在高电流下，由于铁饱和效应，电流的边际效用降低。建模中是否以及如何考虑这种影响只能通过比较计算和测量来确定。

图5扭矩与电流的关系

电阻损耗测量

功率损耗模型是多个损耗模型的组合，它们共同决定电机的行为。功率损耗是电磁和热模型以及各种优化方法之间的联系。

电阻损耗包括由于转子旋转磁场与定子相互作用而产生的机械损耗和电磁损耗。通过在电机移除磁体或用钝化材料更换磁体的情况下重复测试，可以将这些损耗与机械和电磁损耗隔离。这可以通过在一定速度范围内被动旋转电机并记录所需的扭矩来测量。

图6一定速度范围内的电阻损耗

计算铜损和铁损

除了机械损耗和铁损耗之外，铜绕组中的电阻损耗也起着重要作用。在大多数情况下，只要知道电阻和温度，计算这些铜损就相对简单。这也使得铁损能够从总损耗中分离出来。铁损本身可以进一步分为涡流损耗和磁滞损耗，可以根据各自的频率依赖性来识别，从而作为验证论证中子模型的基础。

图7恒扭矩时的功率损耗

热模型验证

最后一个示例展示了如何使用简单的测试来调整热模型的电容和电阻。电机在设定速度下被为最大扭矩。因此，温升达到一定阈值，此时逆变器会降低功率以防止电机过热。大约30分钟后，电机将达到稳定状态。峰值功率阶段前几秒的损耗主要累积在电机前几秒的热质量中。因此，测量的温度梯度也可用于确定相应的热容量。当电机稳定并提供额定输出时，没有净功率流入或流出热质量。因此，热容和热阻也可以单独测量。因此，确定的值也可以用作热模型中的系数。

图8功率、电流和温度的变化

5.总结

电机是非常复杂的电子、机械和热系统。重要的是要考虑每个模型是否能够产生准确的模拟结果。电机模型及其各个子模型的验证对于精确可行的计算是绝对必要的，这也需要在试验台上进行全面的测试。默认数据设置由OEM测试作为标准测试的一部分提供。然而，验证复杂模型需要额外的测试方法。电机模型的集成和测量对于准确模拟电动动力系统的行为至关重要。由于电机是电气化动力系统的心脏，它影响着整个车辆的行为。

个人印象

像往常一样，我想通过一些个人评论来结束本文。

1、电机是关键

国内新能源行业对电池的关注度一直是电机的数倍。大家都同意，得了电池，就能得到电动汽车，得了电池，也就能得到世界。本文从不同角度重点强调了电机的重要性，因为电机的热、机械和电气复杂性使其在整个车辆动力学建模和仿真中具有多维复杂性。此外，电机作为驾驶员扭矩需求反馈的执行器，与其他电力电子元件、变速器总成、电池系统等关系最为密切，因此对电机的动态特性和行为具有重大影响。这对于车辆的整体驾驶体验有着重要的意义和至关重要的作用，并且在一定程度上也决定了车辆整体的效率和能耗。因此，保时捷认为电机是第一位的。

2、解耦为王

我个人一直认为，解耦是工程中解决题最重要的思维方式和方法论。本文提到了很多例子，但我只提两个。一是电机本身是一个电、机械、热的高度混合集成系统，被分为电磁模型、功率损耗模型和热模型。而建模过程中的力学模型是更微观的模型，在计算铁损的过程中通过频率相关性来分离识别涡流损耗和磁滞损耗。通过对此进行拓展，不仅可以解决材料、机械、电子、电化学等工程题，也可以解决生物医学领域极其复杂或“高维”的题。

3.题即案

这一判断来自《功耗是模型与优化方法之间的纽带》一文中的表述。事实上，分析清楚题本质的过程才是最高效的解决思路和方法。很多时候我们找不到案，或者案本身就是错误的，往往是因为我们对题的理解不准确或者过于片面。正如产品定义的准确性很大程度上取决于对应用场景的感知和判断一样，咨询方案的适应性根本上与企业自身题分析的准确性和深度成正比。

您的新保时捷启动电机卡住了吗？这是由于起动电机过度磨损造成的，转子或铜套之间间隙过大导致接触不良，所以修理这些配件是没有意义的，最好自己更换。

下面详细说明失败的原因。

个别行错误

由于电池电量低、电线连接松动或端子脏污而导致接触不良。起动电磁开关线圈断路或接触片接触不良。起动继电器触点将被移除，继电器电磁线圈将断开或烧毁。

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