HEV用磁通切換定子永磁式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)基本性能研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)的到來(lái)和環(huán)境惡化的延續(xù)，混合動(dòng)力汽車作為節(jié)能減排的最有利競(jìng)爭(zhēng)車型之一，近年來(lái)受到了全球汽車制造商和各國(guó)研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。但是現(xiàn)有的混合動(dòng)力汽車主要采用機(jī)械式行星齒輪作為動(dòng)力耦合裝置，該類機(jī)械式動(dòng)力系統(tǒng)存在傳動(dòng)噪音大、特定工況運(yùn)行效率低、維護(hù)費(fèi)用高等不足。為了解決上述問(wèn)題，本文根據(jù)混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行特點(diǎn)，提出一種新型的電磁式動(dòng)力耦合裝置—磁通切換定子永磁式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)（簡(jiǎn)稱FSSPM-DR電機(jī)）。該電機(jī)繼承了定子永磁型電機(jī)和雙

2、轉(zhuǎn)子電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度高以及動(dòng)力性能優(yōu)異的特點(diǎn)，并且還避免了傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)中間轉(zhuǎn)子的散熱問(wèn)題，作為混合動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件之一，其具有潛在的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。
　　本文首先闡述了混合動(dòng)力汽車、永磁式磁通切換電機(jī)及雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的研究現(xiàn)狀，簡(jiǎn)述了混合動(dòng)力車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)計(jì)要求及基本內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上分析了FSSPM-DR電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及其應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車中的幾種運(yùn)行工況，并建立了其基本的數(shù)學(xué)方程，為FSSPM-

3、DR電機(jī)的控制奠定了理論基礎(chǔ)。
　　其次，通過(guò)借鑒傳統(tǒng)電機(jī)的設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合整車實(shí)際運(yùn)行特性，總結(jié)了FSSPM-DR電機(jī)的設(shè)計(jì)方法,計(jì)算出電機(jī)的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)。利用多參數(shù)優(yōu)化算法，以定位力矩為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)電機(jī)的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最終確定樣機(jī)本體結(jié)構(gòu)。建立了FSSPM-DR電機(jī)的有限元模型，分別分析了其電磁性能、過(guò)載能力及溫度效應(yīng)，并利用Simplorer與Maxwell軟件，根據(jù)混合動(dòng)力汽車典型工況對(duì)電機(jī)進(jìn)行聯(lián)合仿真。仿真結(jié)果表明，

4、所設(shè)計(jì)的FSSPM-DR電機(jī)能夠滿足混合動(dòng)力汽車不同運(yùn)行工況的要求。
　　接著，建立了FSSPM-DR電機(jī)的溫度場(chǎng)模型，研究了其在不同負(fù)載條件下的溫度分布，并分析了在模擬混合動(dòng)力汽車運(yùn)行環(huán)境下電機(jī)的溫度分布。根據(jù)熱分析結(jié)果，提出相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)，并分析了不同冷卻措施對(duì)樣機(jī)不同部件冷卻效果的影響。同時(shí)研究了FSSPM-DR電機(jī)的溫度測(cè)試系統(tǒng)，為電機(jī)安全運(yùn)行提供了保障。
　　最后，加工了FSSPM-DR電機(jī)的原理樣機(jī)，搭建了實(shí)驗(yàn)平