混合動力耦合系統(tǒng)用永磁式行星齒輪電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計與運行工況研究.pdf

1、近年來，能源危機(jī)、環(huán)境問題一直是社會的焦點問題。而近兩年來的我國的霧霾問題使得人們對于環(huán)境保護(hù)問題更為的關(guān)注。汽車尾氣的排放就是造成霧霾的元兇之一。而新能源汽車作為一種采用多種能量源的汽車，由于其較高的能量利用率，是現(xiàn)今研究的熱點。新能源汽車包括純電動汽車、燃料電池汽車和混合動力汽車。由于純電動汽車和燃料電池汽車的行駛里程較短，因此混合動力汽車目前已成為新能源汽車發(fā)展的主攻方向之一。
　　混合動力汽車，作為新能源汽車之一，目前的研

2、究的技術(shù)難點集中在電控系統(tǒng)、電池技術(shù)和動力總成系統(tǒng)這三個方面。本文就其中的電控技術(shù)這一個方面來進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)大多通過機(jī)械式的行星齒輪來實現(xiàn)混合動力的功率合成。本文結(jié)合磁齒輪無摩擦、無維護(hù)等特點，將永磁式行星齒輪與永磁電機(jī)相結(jié)合，成為一種永磁式行星齒輪電機(jī)(簡稱MPG-PMSM)，進(jìn)而對基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)進(jìn)行了研究。
　　本文首先對基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)進(jìn)行了分析，闡述了基于MPG-PMSM

3、的混合動力系統(tǒng)的運行原理。通過將傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)與新型的永磁式行星齒輪相結(jié)合，分析總結(jié)出了MPG-PMSM的數(shù)學(xué)模型。
　　接著，在二維有限元的環(huán)境下建立了MPG-PMSM的有限元仿真模型，并對MPG-PMSM的具體參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，最終找到了一組參數(shù)，使得MPG-PMSM的電機(jī)性能較為優(yōu)。對優(yōu)化前后的MPG-PMSM的性能進(jìn)行了分析和對比，并在Simplorer環(huán)境下建立MPG-PMSM的聯(lián)合仿真模型，對MPG-PMSM的有限元

4、模型進(jìn)行了聯(lián)合仿真。對MPG-PMSM的動態(tài)性能進(jìn)行仿真。
　　然后，根據(jù)MPG-PMSM的數(shù)學(xué)模型和有限元的仿真數(shù)據(jù)，在MATLAB環(huán)境下建立了基于有限元數(shù)據(jù)和實物樣機(jī)數(shù)據(jù)的MPG-PMSM的伺服控制系統(tǒng)模型，在建立了伺服系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步建立了基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)的仿真模型。并根據(jù)采用基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)的混合動力汽車的實際的運行工況對基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)進(jìn)行了工況仿真。