摘要
在整车热管理模型(VTM)分析中，电机模型通常采用试验测试的性能Map数据，但当电机结构和边界条件发生变化，电机效率Map不具备预测性能力，而且无法提供铁损、铜损、磁损、风阻损失分配。
GT-FEMAG是一款2D有限元模拟的电机设计工具，可以对多种型式电机进行稳态性能分析。因此动力科技公司（PWT）联合Gamma Technologies、Garrett Motion一起对GT-FEMAG在高性能电机上进行广泛的测试和研究，将其应用扩展到整车热管理模型中（VTM）。
1 研究背景
利用GT-SUITE建立整车热管理系统模型（VTM）已经成为行业的标准，可以用于控制开发、设计优化、组件尺寸确定等。
通常电机模型中电机性能都是采用效率Map的形式，即转速-负载-效率，但这种方式会存在以下不足的地方：
1、电机性能是非预测性的，当电机结构和边界条件发生变化，效率不能同步更新
2、效率是电机整体的效率，在功率损耗中没有空间分辨率
3、电机效率Map一般来自试验测试或专业软件分析得到
因此需要一种非专业人士也能使用并能够生成电机功率损耗Map的工具。
PWT与Gamma、Garrett一起对GT-FEMAG在高性能电机上进行广泛的测试和研究，将其应用扩展到整车热管理模型中（VTM）。
2 GT-FEMAG
2.1 电机建模
假设是理想的交流电，而且不考虑轴承损耗（将在GT中添加）：
1、 输入电机的物理或几何参数、材料属性及测试条件
2、 输出电机效率和功率损耗Map及扭矩特性
分析流程如下图：
2.2 案例研究
输入IPM电机2D的CAD剖面图几何结构参数，另外输入包含一些非几何信息，如材料属性、测试条件等。
2.3 性能Map输出
GT-FEMAG单独运行后得到：电机效率Map、总损耗Map和速度-扭矩特性。在GT-SUTE的V2023B2中计算时间约9分钟。
3 集成电机模型
3.1 热模型建模
基于电机三维数据建立热模型，模型也包含了水-油冷却回路，采用集总热质量分别建立壳体、定子、线圈、转子、磁铁和转轴等部件。
热传递路径包括：对流换热、热传导及热源：
3.2 热模型集成
通过“MotorGeneratorMapFEMAG”模板将预测电机损耗传递给热模型，再将热模型计算出的温度传递给GT-FEMAG电模型。
3.3 分析结果
分析工况：22°C的WLTC工况
分析目的：评估GT-FEMAG电机在系统级应用中的性能
分析结果：电磁转换损失（铁损、铜损、磁损和风阻损失）、SOC、各组件热源
3.4 常规方法与GT-FEMAG方法对比
总结
1. PWT对GT-FEMAG的研究和测试提供一种有效的电机建模方法
2. GT-FEMAG模拟结果符合预期，而且还能生成电机性能的详细Map
3. 车辆模型集成体现了GT-FEMAG在GT-SUITE中能与其他子系统实现无缝集成
4. 下一步将对GT-FEMAG新版本开展工作，包括与实验结果的对比、在车辆模型中校准模型，以及建立其他类型的电机模型……
主条添加来源：GT2023年欧美用户大会：Exploratory Study and Integration of GT-FEMAG: An Efficient Tool for 2D Finite-Element Modelling of Electric Motors
翻译：GT技术邱鑫
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