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电机铁芯减薄至0.2 mm!奥迪APP350调整绕组、转子及SiC逆变器设计
电机铁芯减薄至0.2 mm!奥迪APP350调整绕组、转子及SiC逆变器设计奥迪将APP350电机的铁芯叠片由0.3 mm减薄至0.2 mm，定子绕组从星形连接改为三角形连接，并重新设计了转子分段结构。 
图片来源Audi 11月3日，奥迪公布新款A2 e-tron电驱系统的技术细节。该车采用大众集团MEB平台的APP350永磁同步电驱，工作电压为400 V，最大转矩350 N·m，提供125 kW、140 kW及170 kW三种功率版本。 从APP310到APP350，奥迪对电机、逆变器和减速器进行了系统优化。 升级后的电驱系统效率最高提升10%。搭载140 kW电驱并选装效率套件的A2 e-tron，WLTP综合电耗最低达到12.8 kWh/100 km。 
图片来源Audi 01 0.2 mm电工钢与三角形绕组 铁芯叠片减薄是APP350最直接的材料变化。 与APP310相比，APP350转子铁芯叠片厚度由0.3 mm降至0.2 mm，减薄约33.3%，用于降低铁损。 永磁同步电机的转子虽然与基波旋转磁场同步运行，但定子槽谐波、电流谐波等时变磁场分量仍会在转子铁芯中产生损耗。采用更薄的电工钢片，可以缩短片内涡流路径，抑制相应的涡流损耗。 在相同材料、频率与磁通密度等条件下，经典涡流损耗与钢片厚度的平方成正比。片厚从0.3 mm减至0.2 mm，涡流损耗理论上可降低约55.6%。 0.2 mm薄规格电工钢对制造工艺也提出了更细致的要求。钢片厚度降低后，冲裁间隙、毛刺高度、板形及绝缘涂层质量对铁芯成品性能的影响更加突出。 APP350的另一项调整发生在定子绕组。 奥迪将原有星形（Y）连接改为三角形（Δ）连接，同时减少并联支路数量，以改善电机在部分负载下的效率。 两种连接方式对应不同的相电压和线电流关系。在相同线电压下，星形连接的每相绕组电压约为线电压的58%，三角形连接的相电压则等于线电压。配合绕组匝数及并联支路调整，可以重新匹配电机的电压、电流和转速特性。 奥迪将优化重点放在城市和郊区道路常见的中等转速、部分负载区域。这些工况在日常驾驶中出现频繁，绕组电阻损耗及运行效率的细微改善，都可能影响整车综合能耗。 
图片来源Audi 02 转子分段错列，SiC逆变器降低开关损耗 电机效率之外，奥迪还对转子分段排列进行了调整。 APP350的转子分段由原来的直线排列改为错列布置，以减弱电磁激励与转子一阶扭转模态之间的耦合。 永磁电机在运行过程中，气隙磁场谐波及电磁转矩脉动可能激发转子扭转振动，并通过传动系统和车身结构形成可感知的音调噪声。 错列结构能够改变电磁激励沿转子轴向的分布，削弱特定振动分量的叠加。奥迪表示，该设计显著抑制了相关一阶振动，车辆起步阶段尤为明显的突出音调噪声几乎被消除。 逆变器也参与了降噪过程。控制软件可根据电机工作状态，在电流中有针对性地叠加高频谐波分量，对部分扰动噪声进行补偿。 在功率器件方面，APP350采用SiC MOSFET逆变器，取代此前的硅基双极型晶体管方案。奥迪公布的新逆变器效率超过97%。 SiC器件具有较好的高频开关特性，但开关频率提高也会增加单位时间内的开关损耗。APP350通过自适应控制，根据电机运行工况调整开关频率，在中等速度和负载区间减少不必要的开关动作。 可变开关频率策略可减少最高20 W的损耗，改进的调制技术则可使开关损耗相较传统方式最高降低33%。 设计兼顾了效率与声学表现。控制系统既可以通过降低开关频率减少电能损耗，也能够利用电流谐波补偿抑制特定运行区域的噪声。 03 减速器齿面精加工，配合低黏度润滑油 APP350的传动系统采用两种减速比：125 kW和140 kW版本为10.21:1，170 kW版本为11.53:1。 较大的减速比能够在相同车速下使电机以较低转速运行。奥迪根据不同功率版本的效率特性配置传动比，减少车辆常用行驶区域的电驱损耗。 减速器内部的齿面经过精细加工，以获得更高的表面光洁度、降低齿轮啮合摩擦，并适配专门开发的低黏度传动油。 齿轮旋转过程中，润滑油受到搅动会产生额外的流体阻力。降低油液黏度、优化内部油路，可以减少这部分搅油损失。 齿面加工质量与润滑油性能需要协同匹配。精细加工改善齿面接触条件，低黏度润滑油则减少流体阻力，两者共同降低传动系统机械损耗。 从0.2 mm转子铁芯到三角形定子绕组，再到SiC逆变器和低黏度传动油，APP350的技术调整覆盖了磁性材料、电磁设计、功率半导体和机械传动多个环节。 奥迪将这些改动集中用于改善日常部分负载运行效率，并通过转子结构与电流控制优化电驱系统的声学表现。 
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