電動汽車永磁同步驅(qū)動電機電磁熱設(shè)計研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟快速的發(fā)展，我國汽車銷量呈現(xiàn)出持續(xù)快速地增長。汽車保有量的不斷增加,不僅導(dǎo)致了我國石油消耗量的日趨增大，也給環(huán)境帶來了巨大的負擔(dān)，使環(huán)境日益惡化。因此，控制并降低汽車對環(huán)境污染已成為了我國社會和諧發(fā)展亟需解決的一個重大課題。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，電動汽車因零排放而備受關(guān)注。電動汽車的開發(fā)不僅不會受能源種類與能源儲量的影響，更能推動整個新能源產(chǎn)業(yè)的積極快速地發(fā)展。永磁電機作為電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的心臟，因高效率、高功率因數(shù)、寬弱磁范圍、

2、高轉(zhuǎn)矩過載能力以及低噪聲與振動等優(yōu)點受到許多的關(guān)注。然而，當(dāng)電動汽車經(jīng)常地工作在惡劣環(huán)境下，持續(xù)處于起動、爬坡、加速等工作狀態(tài)，其溫升勢必影響到整個驅(qū)動電機的穩(wěn)定工作。因此，為了確保電動汽車能穩(wěn)定可靠地行駛，精確的電磁熱分析與設(shè)計研究在驅(qū)動電機設(shè)計過程中必不可少。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對電動汽車車輛模型及行駛特性進行分析得出了驅(qū)動電機輸出特性與電動汽車行駛工況之間的關(guān)系。為了使永磁同步驅(qū)動電機獲得區(qū)域型高效率，在不同工況

3、下對其進行了電磁分析。最后，針對電磁設(shè)計方案進行樣機試制與實驗驗證。⑵為了從熱分析的角度給電動汽車永磁同步驅(qū)動電機選擇提供一些參考，針對不同繞組結(jié)構(gòu)的永磁同步電機進行了熱分析對比研究。在不同轉(zhuǎn)速下與不同轉(zhuǎn)矩過載工況下對不同繞組結(jié)構(gòu)的永磁同步電機的電流、損耗、溫升、熱流進行了分析,并利用有限元對不同繞組結(jié)構(gòu)的永磁同步電機進行了瞬態(tài)熱分析。⑶通過引入進化策略并采用加權(quán)的單元適應(yīng)度對其進行了改進。為了提高耦合計算收斂的精度與速度，結(jié)合電磁場有

4、限元與熱阻網(wǎng)絡(luò)將改進的進化策略應(yīng)用到永磁同步驅(qū)動電機電磁熱耦合分析中。針對改進的耦合分析方法對驅(qū)動電機在不同工況下進行了電磁熱計算。最后，利用36kW驅(qū)動電機樣機對電磁熱分析結(jié)果進行了實驗驗證。⑷針對全封閉水冷永磁同步驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子端部空間內(nèi)空氣的對流傳熱進行了研究。基于熱流平衡構(gòu)造了熱分析模型,并利用此模型對驅(qū)動電機在不同工況下進行了熱分析。最后，利用36kW驅(qū)動電機進行了樣機試制與實驗驗證。⑸通過結(jié)合熱、流體與結(jié)構(gòu)分析提出了驅(qū)動電機冷