高速電動輪多物理場分析與綜合性能優(yōu)化.pdf

1、從簡化傳動系統(tǒng)、減小整車質(zhì)量、提高傳遞效率等方面來看,采用輪轂電機驅(qū)動的高速電動輪汽車比其他形式的電動汽車更具有優(yōu)越性。本文以高速電動輪為研究對象,采用電磁場有限元分析軟件Ansoft Maxwell和多物理場有限元分析軟件Ansys Workbench對高速電動輪進行了有限元分析與優(yōu)化。
　　本文首先對電機磁路的合理性和電機性能指標進行了分析。對高速電動輪用永磁同步電機進行了電磁場分析,分析了電機在靜磁場、空載磁場、額定負載磁場

2、下的特性,分析結(jié)果可知文中電機磁路設計較為合理,性能指標滿足電動輪汽車的動力性能要求。同時計算了電機額定工作點的損耗作為后續(xù)溫度場分析中的熱源。
　　其次,對高速電動輪用永磁同步電機冷卻系統(tǒng)進行了流場分析,驗證了冷卻系統(tǒng)的流動性能。然后對文中永磁同步電機樣機進行了溫度場分析,得到了電機穩(wěn)態(tài)溫度場分布,得到電機溫度最高點,分析了溫差分布的原因,驗證了冷卻水道的效果以及對電機部件的影響。之后對電機進行了瞬態(tài)溫度場分析,驗證了電機具有一

3、定的短時過載能力。
　　再次,對高速電動輪輪軸進行了結(jié)構(gòu)位移場有限元分析,通過靜力分析、模態(tài)分析和疲勞壽命預測分析,驗證了輪軸在強度、抗沖擊性、疲勞強度以及可靠性方面滿足要求。
　　最后,為減小電動輪系統(tǒng)增加了非簧載質(zhì)量而對車輛平順性造成的不利影響,結(jié)合優(yōu)化設計理論對電機電磁方案進行了優(yōu)化設計,優(yōu)化后電機有效材料質(zhì)量減少了3.62kg,減重幅度為19.2％。同時,以電動輪中的傳力機構(gòu)轉(zhuǎn)接盤為例對電動輪結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設計,優(yōu)化