HEV用磁通切換定子永磁式雙轉(zhuǎn)子電機基本性能研究.pdf

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

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

3、DR電機的控制奠定了理論基礎(chǔ)。
　　其次，通過借鑒傳統(tǒng)電機的設(shè)計方法，并結(jié)合整車實際運行特性，總結(jié)了FSSPM-DR電機的設(shè)計方法,計算出電機的初始結(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，對電機的多個參數(shù)進行優(yōu)化，最終確定樣機本體結(jié)構(gòu)。建立了FSSPM-DR電機的有限元模型，分別分析了其電磁性能、過載能力及溫度效應(yīng)，并利用Simplorer與Maxwell軟件，根據(jù)混合動力汽車典型工況對電機進行聯(lián)合仿真。仿真結(jié)果表明，

4、所設(shè)計的FSSPM-DR電機能夠滿足混合動力汽車不同運行工況的要求。
　　接著，建立了FSSPM-DR電機的溫度場模型，研究了其在不同負載條件下的溫度分布，并分析了在模擬混合動力汽車運行環(huán)境下電機的溫度分布。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樣機不同部件冷卻效果的影響。同時研究了FSSPM-DR電機的溫度測試系統(tǒng)，為電機安全運行提供了保障。
　　最后，加工了FSSPM-DR電機的原理樣機，搭建了實驗平