效率图 — CAE术语解说
效率图
老师,EV产品手册中经常看到"效率图",那是用分析方法制作的吗?
完全正确。效率图(Efficiency Map)是以转速为横轴、扭矩为纵轴的二维图,用等高线图表示各工作点的效率(输出功率/输入功率)。能一目了然地确认高效率区域(EV行驶时最常用的中速·中负荷域是效率峰值设计目标)。用FEM与电路分析的组合来计算效率图是现代电机开发的标准流程,对数千~数万个工作点执行FEM磁场分析,然后累积损失分布是典型的工作流。
定义
需要对数千个点进行FEM计算吗?那要耗费很多时间啊……
因此采用"电机FEM → 代理模型 → 效率图"的省算法流程。在代表性工作点(例如约100个点)上执行FEM分析,在d-q坐标系中构建磁链图(Ld、Lq、反电动势常数)和损失图。通过插值将其转换成可快速计算任何工作点效率的查找表。JMAG和Ansys Maxwell具有连接磁链图和FEM的功能,在JMAG中可以作为RT(Real-Time simulation)模型输出并集成到Simulink中。
EV驱动系统设计的应用
效率图用于设计什么?也想了解与控制的关系。
主要用于两个方面的设计。①电机形状的优化:改变磁石的形状·布置、槽形状,以最大化效率图的峰值和行驶模式(JC08、WLTP等)的平均效率。②最大效率控制点的计算:在d-q坐标系中设计MTPA(最大扭矩/电流)曲线和弱磁控制曲线时,需要反映FEM来源的饱和Ld、Lq特性的精确工作点图。近年来,效率图也被用于BAE(Battery Assisted Enhancement)等动力源配分优化,还被应用于发动机+电机的HV/PHV系统优化。
关联术语
通过FEM计算并直接连接到控制设计,真是一套非常完整的流程啊!
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