新能源汽车电驱后桥永磁同步电机优化设计

驱动电机是新能源汽车动力总成关键部件之一,其性能指标直接影响汽车动力输出品质。参考某款新能源汽车整车性能指标,选用永磁同步电机作为电动后桥驱动电机,通过计算获得电机的功率、转速及转矩等关键参数,基于电机的性能参数对电机结构参数进行选定,基于MotorCad软件利用参数化方法以降低齿槽转矩峰值作为优化目标,对电机永磁体厚度、宽度以及气隙长度进行优化设计,并得到电机的效率MAP图和外特性图,结果表明齿槽转矩相比于优化前有较为显著的降低,选取中国乘用车行驶工况（CLTC-P）进行仿真分析,验证了永磁同步电机优化设计的合理性。     

基于电机参数设计的电动车辆经济性优化研究

为通过电机结构设计来提高电动汽车的动力性和经济性,理论探讨了电动车用永磁同步电机的稳态特性与其结构参数之间的关系,并使用OPPeD ePMSM软件进行了参数化分析;提出了电机主要结构参数的初始设计和优化方案,并针对国内某款电动车型进行了驱动电机优化设计,改善其电机的效率特性。整车经济性仿真结果表明,使用所提电机结构参数优化方法,在保证整车动力性不变的前提下,基于5工况的电机系统效率均值提升了6.4%,单位里程能耗均值下降了7.2%。     

电动汽车用高速永磁同步电机的优化设计与铁损分析

为了提升电动汽车用高速永磁同步电机电磁性能及效率，应用田口法对某额定功率60 k W、额定转速5 000 r/min的电动汽车用高速永磁同步电机的结构进行了优化，通过分析各优化变量对电机铁损、平均电磁转矩和转矩脉动的影响程度，得到了最佳优化方案；建立电机的铁损模型，分别用正弦等效法、谐波分量法和有限元法计算了电机的定子铁损；最后，通过对比定子铁损和效率的测量结果与计算结果，验证了电机铁损分析方法的合理性。     

燃料电池城市客车动力驱动系统的功率匹配

燃料电池城市客车（FCBUS）驱动系统参数的选择主要考虑整车动力性要求,同时要兼顾其效率和整车经济性。通过整车动力性指标对应的车辆功率需求分析和对典型循环工况对应的车辆功率谱分析,给出了驱动电机峰值功率、额定功率、额定转矩和额定转速的设计步骤和方法,并通过了试验验证。     

双绕组永磁同步电机的设计及在客车上的应用

综合客车整车的动力性和经济性,再结合电机热平衡管理和冗余设计理念,研发了一种大功率大扭矩高效双绕组永磁同步电机。通过精准设计双绕组电机定转子结构,实现电机双源输出。扭矩叠加,整车动力性大幅提升,同时形成转矩耦合高效区,拓宽电机整体高效区占比,降低整车能耗,提高整车经济性。通过优化控制策略,实现电机两套绕组的分时驱动,确保电机温升和损耗始终处于较低状态,并保障了整车动力的不间断运行。     

不同驱动系统下纯电动汽车关键性能对比研究

为比较纯电动汽车不同驱动系统的关键性能,基于同一整车参数和某公司提供的可变绕组永磁同步电机试验数据,对纯电动汽车电机驱动系统开展了相关研究。基于精英保留遗传算法和动态规划理论,对单挡、两挡电控机械式自动变速器驱动系统的速比进行了设计优化。采用了精英保留遗传算法和动态规划理论对系统速比进行设计优化,并对可变绕组永磁同步电机绕组切换过程进行了动力性和经济性设计。仿真结果表明,在动力性上,两挡自动变速器驱动系统的加速性能最优;在经济性上,可变绕组永磁同步电机驱动系统的百公里能耗最小,单挡自动变速器驱动系统的动力性和经济性表现最不理想。     

电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析建模与多目标优化

为提高电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算精度和优化效率，利用混合解析法建立考虑转子铁心磁桥饱和效应的电机气隙磁场参数化解析模型。首先利用联合等效磁路法的子域法建立内置式永磁同步电机开路气隙磁场解析模型；然后利用同样方法建立转子磁桥虚拟磁场解析模型，从而得到考虑转子磁桥饱和效应的电枢反应磁场解析模型；最后通过叠加原理建立内置式永磁同步电机合成气隙磁场解析模型。通过有限元仿真和转矩测试验证内置式永磁同步电机气隙磁场解析模型的准确性。基于所建立的解析模型，以永磁体极弧宽度、定子槽口宽度和转子端部磁桥厚度为优化变量，以特定阶次频率的径向力波、转矩和效率为优化目标，利用带精英策略的非支配排序遗传算法，对一台电动汽车用内置式永磁同步电机样机进行多变量多目标优化。研究结果表明：与试验结果相比，解析计算误差小于5%,而计算时间较有限元仿真缩短90%以上；优化后，电机特定阶次频率的径向力波减小了9.2%,最大转矩提升了2.49%,最大效率提升了0.69%,高效区面积扩大了约54.46%;所提方法既解决了内置式永磁同步电机强非线性和高饱和的解析建模共性难点，又极大提高了电机多目标优化效率；研究可...     

田口法在永磁同步电机优化设计中的应用

为了改善电动汽车用永磁同步驱动电机的振动噪声,以降低永磁同步电机的转矩波动和齿槽转矩为优化目标、增大单位磁钢宽度的平均转矩和直轴电感为约束条件,选取"V"型转子磁极结构中永磁体槽的位置、尺寸和磁钢宽度等参数作为优化设计变量,在仿真实验中采用田口法设计,选出最优的参数组合方案。仿真结果表明:田口法优化后的相关性能相比于原机方案得到了全面提升,仿真结果验证了田口法在车用永磁同步驱动电机电磁性能优化设计中的有效性和实用性。     

纯电动物流车动力系统参数稳健性设计

应用Cruise构建了纯电动物流车整车性能仿真模型。以动力性和经济性为综合目标,对电机额定功率、额定转速,过载系数和总传动系数进行了稳健性优化设计。优化后的动力参数使整车动力性和经济性更好的同时,也更能容忍车辆载荷等噪声因素的波动对整车性能的影响,可为相关参数匹配提供借鉴。     

基于循环工况的纯电动汽车驱动电机参数优化

通过对新欧洲循环工况(New European Driving Cycle,NEDC)的分析,指出了传统方法匹配的电动汽车驱动电机高效区未得到充分利用的问题。提出了基于循环工况的驱动电机参数优化方法,推导了当电机额定参数改变时,新电机效率Map的计算过程。优化结果显示NEDC工况下驱动电机工作点与电机高效区的匹配情况有所改善,电动汽车的续驶里程提高了8.9 km,同时整车动力性也得到了提高,表明基于循环工况的驱动电机优化方法对于提高电动汽车续驶里程是有效的。     

基于随机梯度下降的永磁同步电机弱磁扩速控制

为提高永磁同步电机的额定转速,并解决电机在弱磁区域输出电压方向递减信息存在的大纯滞后问题,文章提出一种随机基于梯度下降的永磁同步电机弱磁扩速控制方法。首先,分析永磁同步电机稳态运行原理,并建立永磁同步电机数学模型,采用静止三相/两相方法进行坐标变换;然后,在此基础上提出一种提高电机在额定转速、克服输出电压方向信息大纯滞后的方法;最后,与最大转矩/电流控制方法进行对比,通过MATLAB/Simulink进行仿真实验测试算法的性能。实验结果表明,该控制方法可以提高电机的额定转速,有利于克服电机在弱磁区域输出电压方向递减信息大纯滞后所导致的控制精度低等问题。     

永磁同步电机相关整车应用特性的研究

在纯电动汽车动力性经济性仿真分析时,需要导入试验室测得的电机效率MAP与外特性参数。但在设计开发阶段,电机的参数是待确定量,只有电机选型确定以后,才能进入仿真阶段。本文通过研究普通永磁同步电机的MAP及其外特性的规律,找到一种用少量参数近似估算实际电机MAP与其外特性的方法,以满足电动汽车在设计开发阶段的需求。     

两挡变速器纯电动汽车动力性经济性双目标的传动比优化

为某两挡变速器纯电动汽车选择其动力系统驱动电机的转矩、功率和转速以及蓄电池的容量和数目.以汽车原地起步加速时间和续驶里程分别作为纯电动汽车的动力性和经济性的两个分目标函数,引入加权因子,建立了纯电动汽车动力性和经济性双目标函数下的传动比优化模型,并利用基于模拟退火的粒子群优化算法进行了优化.结果表明,与普通fminco...     

结构-电磁激励下某电驱总成噪声控制

针对某电动汽车电驱总成的噪声问题，依据电驱总成车内噪声产生机理，进行整车状态声振特性测试，运用不同工况组合下的频谱特征和阶次特征等分析方法，识别出该电驱总成噪声问题为结构共振和电磁激励所致。针对结构共振问题，考虑电驱总成结构耦合特性、电机材料复杂多样性和线圈绕组质量，建立电驱总成有限元分析模型，求解出电驱总成的模态和振动响应，并通过敲击法模态试验得到模态参数进而对有限元模型进行验证，在此基础上以模态应变能为依据对电驱总成结构的局部刚度进行优化，提升结构共振频率，降低共振风险。针对电磁激励问题，以电驱总成中的永磁同步电机为研究对象，建立电磁仿真分析模型，以影响磁通密度的转子槽口的槽形、槽宽、槽深和槽间角度4个因素建立正交试验设计表，通过极差值得到各因素对齿槽转矩和输出转矩的影响水平，最后以降低齿槽转矩、加工工艺简单和对输出转矩影响小为目标，运用16组具有代表性的电磁方案，完成256个参数组合的寻优，并对优化方案进行了数值仿真计算。研究结果表明：优化方案的改善效果较显著；研究可为电动汽车车内噪声改善提供试验技术支持，并为电驱总成的结构共振噪声和电磁噪声控制提供方法参考。     

纯电动汽车传动系统参数匹配及优化

纯电动汽车的传动系统参数匹配是车辆节能设计的关键,关系到整车经济性与动力性的表现。为实现纯电动汽车传动系统参数的合理匹配与优化,以整车动力性能和续驶里程要求为设计依据,实现对某纯电动汽车电机、电池、减速器的参数匹配。并运用人群搜索算法对汽车传动系统参数进行优化,优化结果在AVLCruise软件仿真中表现出较好的整车综合性能。     

分布式驱动电动汽车转矩节能优化分配

为了提高分布式驱动电动汽车的经济性和续航里程,对4个轮毂电机驱动转矩优化分配问题进行研究。通过轮毂电机台架试验得到轮毂电机的驱动效率特性,分析转矩优化分配实现节约整车能耗的可行性;建立侧重提高电机效率的目标函数,使电机转矩处于电机效率Map图中的高效区;建立侧重提高电机响应速度的目标函数,减小转矩分配瞬间电流波动过大带来的能耗;基于模糊理论设计以电机效率为变量的权重函数,实时调节权重来协调2种目标函数,提出一种转矩节能优化分配方法,得到最优的轴间转矩分配系数。在后轴驱动、平均分配、优化分配3种分配方式下进行整车能耗的ECE城市循环工况对比仿真分析。结果表明：提出的节能优化分配方法通过实时优化驱动电机的转矩,避免了电机工作在转矩过大和过小的低效区,提高了整个驱动系统的能量利用率,相比于后轴驱动和平均分配整车能耗效率提高了5.91%和10.54%;实车试验验证了转矩节能优化分配算法的节能效果,优化分配相比另外2种分配方式整车能耗效率分别提高了3.66%和8.58%。     

基于动力性指标的纯电动汽车电机参数设计

电机是纯电动汽车的机械动力输出源,电机参数决定了电动汽车的最高车速、加速性能、最大爬坡度等整车动力性能。本文通过对这三类动力性指标的分析,设计电机的最高转速、峰值功率等参数。其中,加速性能指标解析使用微分方程的数值解法、单纯形最优化法、数据线性插值法等多种数学工具。最终各指标通过冗余设计获取电机参数。     

电动汽车Cruise模型及其动力经济性匹配分析

根据某电动汽车的计算参数,文章在理论研究的基础上,对驱动电机、动力电池、传动系统和轮胎进行了参数匹配。基于AVL Cruise建立了整车性能仿真模型,继而对该款电动汽车整车进行了动力性和经济性模拟仿真分析。通过仿真验证了该款汽车动力性指标和经济性指标均符合要求,且验证了其动力系统理论匹配和经济性分析方法的合理性。     

纯电动汽车新型动力传动装置的匹配仿真与优化

为某纯电动汽车提出一种新型的包括一调速电机和行星减速机构的动力传动装置,对其电机和传动装置的参数进行合理选择和匹配计算,在Matlab/Simulink环境下进行整车动力性能的仿真,对传动装置的参数进行了优化.结果表明,电动汽车动力性与经济性满足实际要求.     

基于Cruise的纯电动客车动力系统匹配

对纯电动汽车的动力性和经济性进行分析,以某款纯电动客车为例,根据整车动力性、经济性要求对其传动系统进行匹配设计,包括驱动电机的参数设计、电池组参数设计以及变速器传动比设计。利用Cruise软件建立该车的整车模型,设定相关计算任务,对动力性和经济性进行仿真计算,仿真结果验证设计匹配的正确性。