彩色图解比亚迪秦/唐电动机的基本构造与原理

1. 电动机基本构造与原理

电动机/发电机是用来取代交流发电机、电动机和启动马达的统一称呼。理论而言，任何电动机也可被用作交流发电机。当机械驱动电动机/发电机时，它将作为交流发电机供电。当向电动机/发电机供给电流时，它作为驱动运行。用于推进的电动机/发电机是液冷式电动机/发电机。当然也可用风冷式电动机/发电机。

在完全混合动力车（HEV）中，电动机/发电机还能起到发动机启动马达的作用。

三相电动机经常用作电动机/发电机。三相电动机由三相交流电供能。在该同步电动机中，若干对永磁体位于转子上方。由于对三相线圈连续供电，因此它们会产生一个旋转电磁场，从而在使用电动机/发电机驱动车辆时使转子旋转。

当电动机/发电机用作交流发电机时，转子的运动会使线圈产生三相交流电压，并转换成动力电子元件中高压蓄电池的直接电压。通常情况下，车辆会使用所谓的“同步电动机”。就此而论，“同步性”即“同步运行”，指的是定子线圈中能量场的转速与带永磁体转子转速的比率。

同步电动机与非同步电动机相比的优势在于，同步电动机在自动化应用时可以更精确地控制电动机。

电动机/发电机由转子、定子组成，通过动力电子元件和高压蓄电池连接，电动机装有一个定子绕组，绕组如同电动机一样，可产生一个旋转磁场。电动机组成部件和电路连接如下图所示。

当电动机作为电动机工作时，定子绕组会产生一个旋转磁场。转子是一个可以产生磁场的永磁体。同步电动机的转速可通过感应交流电的频率精确控制。系统中装有一个变频器，对同步电动机转速进行无级调整。转子位置传感器可持续检测转子的位移，控制电子器件以此测定发动机实际转速。电机工作原理如下图所示。

如果电动机作为发电机工作，转子通过变速箱从外部驱动。当转子的磁场通过定子绕组时，每一相的线圈上都会产生感应电动势。转子磁场会依次通过绕组。电力电子装置将获得的电能转化为288V直流充电电流，对高压蓄电池进行充电。

2. 比亚迪秦/唐电动机

电动机由外圈的定子与内圈的转子组成，是汽车的动力源之一，向外输出扭矩，驱动汽车前进后退；同时也可以作为发电机发电（例如，在滑行、刹车制动过程中以及发动机输出的额外扭矩的势能或者动能通过电动机转化为电能存储）。

电动机工作参数：

①最大功率：110km（在EV模式下是车辆的主动力源）；

②额定功率：40kW；

③工作电压：DC706V；

④最大转速：10000r/min；

⑤最大扭矩：200N·m。

比亚迪唐前驱电动机外部连接如下图所示。

比亚迪唐前驱电动机外部连接▲

比亚迪唐前驱电动机冷却水管位置▲

比亚迪唐前驱电动机内部零部件安装位置如下图所示。

旋转变压器（简称旋变）是一种输出电压随转子转角变化的信号元件（下图）。

当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正、余弦函数关系，这种旋转变压器又称为正余弦旋转变压器；旋转变压器作为速度及位置检测，可以反馈给控制器进行监测，来准确控制电动机的转速及位置。旋转变压器由旋变线圈、信号盘组成。旋变线圈如下图。

比亚迪唐使用的驱动电动机为交流无刷永磁同步电机，通过采集电动机旋变信号进行工作。当车辆要行驶时，电动机通过旋转变压器检测到电动机的位置，位置信号通过控制器的处理，发送相关信号给控制器IGBT，逻辑信号控制IGBT开断，控制器输出近似正弦波交流电。

比亚迪唐后驱电动机外部连接▲

比亚迪唐后驱电动机加、放油口及放水口位置▲

比亚迪的“流量秘诀”是什么？详解三电系统——电机篇

文\秦叔宝

前文说到比亚迪的电池技术以一种叛逆者的姿态登上了市场，接下来我们就来了解一下比亚迪的电机，电机就像发动机一样，是车的心脏，那么比亚迪是怎么站着把钱挣了？

电机的发展历程

电动机是将电能转化为机械能的设备，现代电动机是建立在电磁感应定律上的旋转机械。新能源汽车的主要执行机构就是驱动电机，是汽车动力爬坡能力、加速能力以及最高车速等性能的核心零部件之一。

驱动电机按照工作电源可分为直流电机与交流电机。在新能源汽车发展早期，直流电机凭借易于控制、调速性能好、成本低等优势成为主流产品，但同时也有维护不方便、可靠性低、寿命短等一系列缺陷。

随着交流电机的技术取得重大成果后，交流电机逐渐成为新能源汽车领域主要路径技术，尤其是永磁同步电机现已在新能源汽车市场中占据主导地位。路面上跑的十台新能源车有九台都搭载永磁同步电机。

目前，行业内企业主要可分为两大阵营，一类是具备开发生产能力的新能源整车制造厂，如比亚迪、特斯拉，另一类则为专业汽车零部件供应商、专业驱动电机制造商、传统电机生产商等第三方企业，代表企业有方正电机、宁波双林。

比亚迪电机发展现状

新能源汽车驱动电机由转子、定子、线束、壳体、端盖、轴承等构成。现在电动车用的电机分为圆线电机跟扁线电机。二者明显的区别在于定子绕组。

扁线电机是几根粗的矩形导线，先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进电子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。圆线电机定子绕组则用的是多根细的圆线。

扁线电机优点多，扁线电机优点很多。第一是体积小，成本低；第二是扁线占用空间小，电机功率密度也会提升；第三是减低电机噪音；第四个优点是散热性能更好；第五个优点是技术含量高，必须专业设备生产，产品一致性好。

比亚迪拥有成熟的扁线电机技术，可以自研自制，还已经用在量产车上，比如比亚迪汉，海豹等车型。从技术水平来说，比亚迪扁线电机的最高效率达到了97.5%，质量功率密度达到了惊人的5.8kW/kg，升功率密度提升至44.3kW/L，全球领先。

三、比亚迪DM混动技术发展之路

汽车光有一个电机可不能跑，得有一系列配套的技术设施，这就不得不提起比亚迪的DM混动技术。比亚迪DM混动技术颠覆了传统混动“以油为主”的设计，转而“以电为主”，用大功率电机驱动、大容量电池供能、内燃机为辅，让混动车过渡到新能源车，被称之为国产混动的起点。

具体来看DM技术有四个发展阶段，第一代DM混动系统的设计理念主要以节能为技术导向，通过双电机与单速减速器的结构搭配1.0升自吸三缸发动机，实现了纯电、增程、混动（包括直驱）、三种驱动方式。

2013年发布的第二代DM混动系统则注重性能趋向。于是比亚迪三擎四驱的动力总成诞生了，并且成就了比亚迪的“542战略”。并将混动技术从纯省油的传统逻辑中脱离了出来。

2018年，搭载第三代DM混动系统继承了第二代DM混动系统的大部分特点，不过也带来一项比较大的改进。那就是在发动机前段的P0位置加入了BSG电机，另一大升级则是电控系统通过对电机、电控等设备的整合。

2020年6月，比亚迪发布了DM混动系统的双平台战略，即DM-p和DM-i。平台的搭建得益于自主研发的“发动机控制系统”、“电机控制系统”和“电池管理系统”等核心控制系统。其中有两位相辅相成的明星：EHS系统（混动专用变速器）、骁云发动机。

四、驱动电机、EHS系统和骁云发动机三者之间的配合

根据驱动电机的功率，目前EHS系统由三个版本组成：EHS132：发电机峰值功率75kW，驱动电机峰值功率132kW；EHS145：发电机峰值功率75kW，驱动电机峰值功率145kW；EHS160：发电机峰值功率90kW，驱动电机峰值功率160kW。

而将三款EHS系统适配到车型上时，也会采用不同的骁云发动机：EHS132和EHS145采用1.5L骁云发动机；EHS160采用骁云1.5Ti骁云发动机。

小结：

总有人说，比亚迪连个正经燃油车的发动机都造不出来，却闭眼不看三电。每个车企都有所长必所短，只要给它们站起来的的空间，未必以后不能开拓一番天地。如果思想上一直跪着，或许跪久了就站不起来了。

揭秘比亚迪第三代双模技术核心之BSG电机，48V技术？

近年来，迫于环境压力，政府出台一系列节能减排政策，强推车企完成降油耗任务。为了达到法规要求，各车企均发力新能源汽车与降能耗技术，“车用48V”越来越多车型开始搭载，而比亚迪发展到第三代的插电式混合动力DM 3.0技术也增加了BSG电机，二者是否一样呢？

一般来讲48V系统有两种结构形式，一种是双轴并联轻度混合式（BSG），另一种是单轴并联中度混合式（ISG），目前大部分厂商布局的48V系统均为P0结构的轻度混合系统。48V BSG/ISG电机作为整套系统的核心替代了传统的起动电机和发电机。

高压BSG电机四大功能

比亚迪的BSG电机也属于P0结构，都具备起动模式、原地发电、能量回收、行车助力的功能。但由于比亚迪第三代双模技术所用BSG电机为高电压，其功率大，扭矩大，其所能实现的功能和效果也与48V电机差别较大。

最大区别——增加高压BSG电机，实现串联模式

比亚迪DM 3.0技术有了高压BSG电机的加持，就可以实现HEV串联模式。HEV串联模式下，发动机带动BSG电机进行发电，BSG电机发出来的电又可以供驱动电机进行驱动，此外，BSG电机还可以根据行驶工况进行智能发电，可以使整车驱动效率更高，延长纯电续航，有效降低馈电情况的发生。而48V BSG电机功率小发电能力弱，发电功率小，无法满足驱动要求，只有驱动电机和48V电机的时候是无法形成串联模式的。

DM 3.0技术的HEV 串联模式

另外一种就是当前市场上德系很多插电车型采用的P2/P2.5的单电机架构，从基本原理上讲，电机不可能在驱动的时候同时发电，也实现不了串联模式。如果遇到拥堵路况，汽车耗电量较大时，车辆容易馈电，驾驶体验变差。就比如运动员比赛，单电机架构大家可以把它想象为只能一条腿走路，而比亚迪的第三代双模技术增加了高压BSG电机，相当于运动员多了一条腿，两条腿可以同时发力，也可以一个休息，一个干活，自然跑起来更轻松，更舒服。

其次，高压BSG对发动机转速的调节，带来更好的经济性和平顺性

BSG电机可以通过调节发动机转速可以让发动机长期处于高效转速区间，最大程度挖掘发动机潜力，让发动机从介入开始就能跳过低转速的高油耗区间，直接进入到高效区，从而带动经济性的提升。

另一方面，在升降挡过程中BSG电机可以使发动机转速与车速、挡位快速匹配，减少离合器滑磨，使得换挡更平顺、更迅速，乘驾体验更顺滑。这也间接的提升了变速箱的寿命，同时使得其故障率大大降低。在这方面技能来说，DM 3.0技术的高压BSG电机就是48V BSG电机的Pro Plus版。

比亚迪DM 3.0技术加入高压BSG电机

最后，高压BSG代替传统起动机，告别怠速抖动

对传统车而言，怠速起步时，由于发动机的调较特征所致，车辆容易发生抖动且油耗较高。有研究数据表明，城市工况下，一般怠速油耗占总消耗的比例可以达到15%到20%。DM3.0技术的高压BSG电机可以从高压动力电池取电，辅助发动机启停，在启动时直接越过低速抖动区，实现发动机快速平稳启停，在降低油耗的同时，给驾驶员带来纯电车辆的驾驶体验。

同时，由于高压BSG电机的加入，整车可以发电的工况区间大大增加，保证了整车的发电能力，减少了馈电状态发生的可能性。这也可以保证，一般在HEV工况下，车辆直接以纯电起步，省油又舒服。原地对外放电时，当车辆动力电池的能量耗尽之后，整车可以通过BSG电机进行原地发电，可以供家庭应急供电和野外游玩用电，想你所想。

VTOL发电

综上所述，48V技术主要目的是降油耗，帮助车企尽量完成车企降油耗目标。而DM 3.0技术的高压BSG电机，是比亚迪双模技术进化的产物，有了高压BSG电机的帮助，动力系统架构的进一步完善，使车辆驾驶体验得到了极大的提升。