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。     

基于齿槽转矩优化的冷却风扇异响消除

齿槽转矩是永磁电机特有的问题之一,它会使电机产生转矩波动,引起振动噪声问题。为解决采用20槽4极永磁直流电机的车用冷却风扇加减速异响,研究辅助槽位置、形状及尺寸对齿槽转矩的影响,采用合理辅助槽,降低齿槽转矩,解决冷却风扇异响问题。     

电动轮驱动电动汽车直线行驶转矩协调试验研究

针对目前国内车用驱动电机性能的现状,分析了电机输出转矩误差对车辆直线行驶稳定性的影响.利用横摆角速度作为反馈变量,对直线行驶过程中的驱动转矩进行协调控制.对应用该控制策略的某车型在所开发的电动轮驱动试验车平台上进行了不同速度下的道路试验.结果表明,该转矩协调控制策略能够保证车辆直线行驶稳定性.     

表贴式永磁电机磁场的解析计算与分析

利用傅里叶级数法建立表贴式永磁电机电磁场全局解析模型,并分析其空载和负载电磁特性。在二维极坐标系下,将电机求解域划分为永磁体、气隙、定子槽、定子槽开口和辅助槽5类子域。采用分离变量法求解各子域的拉普拉斯方程或泊松方程,并利用边界条件得到通解中的谐波系数,进而得到各子域的解析表达式。计算了电机气隙磁密、空载反电动势、齿槽转矩和电磁转矩等电磁参数,并通过有限元分析验证了解析法的准确性。在此基础上研究了极弧系数、辅助槽尺寸和槽开口宽度对电机齿槽转矩和电磁转矩的影响规律。另外,提出一种不等槽开口宽度配合的解析模型以图减小齿槽转矩峰值和电磁转矩脉动。该方法能反映电机设计性能与尺寸和参数的关系,可用于电机初始设计与优化。     

纯电动客车驱动电机电磁设计

为改进驱动电机的动力性能,本文对某款纯电动客车用电机的磁路进行设计研究,从永磁材料选择、转子结构、极槽配合、气隙长度选择等方面提出相应方案。     

多自由度球形感应电机创新设计及其参数化仿真分析

为满足多自由度驱动单元对全向汽车车轮、智能车多方位摄像头的功能需求,弥补集成多个传统电机来实现多自由度驱动所带来的结构复杂、控制困难和动态性能差等不足,在直线感应电机理论的基础上,提出一种多自由度球形感应电机,由3个弧面定子和球形转子组成,可实现两个自由度的驱动;与传统电机通过主轴输出转矩不同,球形感应电机因其特有的定子结构,直接由转子表面输出转矩。首先,对多自由度球形感应电机的尺寸参数进行设计;然后采用ANSYS Maxwell软件对多自由度球形感应电机进行建模和电磁瞬态仿真;同时对多自由度球形感应电机进行参数化分析,获得其在不同电压、不同频率下的特性曲线,揭示电机的转矩和转速控制机理。结果表明:多自由度球形感应电机的转矩和功率随着电压的升高而增大,而随着频率的升高,其转矩和功率下降,但转速范围变宽;所设计的球形感应电机,各项性能满足预期要求。     

汽车永磁同步电机切换函数式混合控制策略

为提高电动汽车所配永磁同步电机（PMSM）的驱动系统工作效率，增强运动过程的平稳性及响应速度，以达到提升电动汽车驱动系统的整体动态控制性能。根据电动汽车电机工作特性分析及反馈控制原理推导，提出并设计切换函数式混合控制技术。该控制技术有效地提高了车用电机控制系统的动、静态性能和鲁棒性。为验证所提控制技术的有效性，建立仿真模型对其进行仿真分析，并搭建实验平台进行实验验证。仿真与实验结果均表明，所提控制技术具有输出响应快、无超调和振荡的优点，能够提高电机工作效率，优化驱动系统输出特性，提升电动汽车驱动系统的控制性能。     

电动汽车用永磁同步电机优化设计

提出一种能提高车用永磁同步电机转矩密度的优化方法。通过设计一台样机,用有限元方法对电机空载和负载性能进行仿真,并利用motor-CAD软件E-mag模块进行优化设置,优化方案与原电机方案进行对比分析,对比结果证明优化方案的可行性。对方案优化后的样机进行台架测试,试验结果为优化方法提供了参考。     

基于ansoft的汽车起动机电磁噪声分析

基于maxwell二维瞬态磁场理论,运用ansoft算出永磁直流起动机空载、减速过程中的齿槽转矩与气隙磁密,并作傅立叶分析,可以发现仿真出的结果与起动机噪声实验结果关系密切,并且齿槽转矩、气隙磁密幅值不随转速变化,并且电机旋转一周的齿槽转矩周期应为极数与转子槽数的乘积,所得出的结果即为电机噪声诊断提供了新的途径,也为确定与电磁噪声有关的主要参数及减小电机的电磁噪声提供理论依据。     

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%。     

基于直接转矩驱动的电动车动态特性分析

根据异步电机直接转矩控制原理,在Matlab/Simulink软件环境下建立了电动汽车用异步电机的仿真模型和定子磁场定向下的DTC控制系统模型.以实际电动汽车用电机为例,对电动汽车的几个典型工况进行仿真分析.仿真结果表明,该电机及控制模型具有良好的稳态、动态性能,是一个很好的电动车驱动选择方案.     

基于预测滑转率的转矩分配策略研究

为解决后轮双电机驱动电动汽车的动态非线性转矩分配问题,提出一种预测并优化输出的分配策略。基于车辆动力学计算转矩输出,使用粒子群优化(PSO)算法及路面检测系统修正输出转矩,以某型后驱双轮毂电机样车为基础,设计优化分配算法,通过CarSim搭建整车联合仿真模型验证算法的性能,并以整车控制器为基础对设计的算法进行硬件在环测试。测试结果表明,提出的动态转矩分配策略可以根据实际工况分配驱动轮的转矩,降低驱动轮滑转率,提高整车的驾驶性能。     

汽车混合动力变速器电子油泵控制策略

电子油泵是集电子、机械、液压一体的高度集成化的车用零部件,根据应用环境需求和驱动电机种类的不同,其控制策略也不尽相同。文章针对应用于汽车混合动力变速器的电子油泵开展其控制策略研究,梳理了电机的数学模型及矢量控制基本理论,基于Simscape搭建了电子油泵的仿真模型,仿真得出电子油泵起动平稳,转速响应速度小于200 ms,稳态工况的转矩脉动约为5.88%,从仿真结果来看采用双闭环矢量控制并结合最大转矩电流比（MTPA）控制以及弱磁控制算法的策略具备实现电子油泵功能的能力。试验验证证明,在整车常用工况下,电子油泵输出高压压力能达到50 bar,润滑流量最高能达到21.4 L/min,不同电子油泵的流量输出一致性小于±4%。     

电动汽车用驱动电机系统标准要求及应对措施

随着车用驱动电机系统产品研发和生产的不断深入,需要有相应的标准来进行规范和引导。为此,针对车用电机与工业电机在技术上的区别、电机标准体系建设及标准重点内容等方面进行了综合分析,重点说明了标准在外特性、温升、高压安全、碰撞后安全和振动及噪声等方面的要求,并提出了车用驱动电机的开发关键点及相应的技术解决措施,为电动汽车驱动电机设计提供了依据。     

Strategy of Acceleration Torque Compensation Control for Electric Vehicle

为了解决电动汽车在急加速和急起动时电机输出动力不足难以满足驾驶员对动力需求的问题,在对汽车加速过程力矩特性分析的基础上提出了一种加速转矩补偿控制策略.该策略可在线性稳定的驱动力矩控制策略的基础上确定基本驱动力矩.采用模糊控制算法开发了以加速踏板开度及其变化率为输入、目标扭矩增量为输出的驾驶员意图表达控制器.在此基础上设计了加速转矩补偿算法用于计算补偿扭矩.最终确定了驾驶员的转矩需求并向电机驱动系统发出了转矩控制指令.仿真结果表明,该控制策略能够显著提升电动汽车的加速性能.     

新能源汽车驱动电机制造层面的NVH分析和优化研究

NVH(Noise Vibration Harshness噪音振动平顺性)是新能源汽车行业衡量驱动电机的设计水平和制造质量的重要指标。为了从制造过程来分析和优化驱动电机的NVH性能,提升量产电机产品的制造质量,本文结合六西格玛DMAIC质量体系方法,应用到车用驱动电机产品的实际量产制造中,进行了制造产线中NVH相关的MSA(测量系统分析),利用FTA(故障树分析)得到了影响电机制造NVH的相关变量,通过相关性分析方法和最佳子集回归法得到了影响制造NVH的关键因素,优化并将改善点加入了产线NVH控制计划。本研究对于提升车用驱动电机的制造质量水平及建立车用驱动电机制造NVH开发体系具有重要意义。     

电传动矿用自卸车轮边电机驱动系统动态特性研究

矿区环境复杂,电传动矿用汽车的轮边电机传动系统对整车动力性、制动性及平顺性有极大影响,为了综合路面激励和电机自身激励综合分析驱动系统动态特性,采用数值仿真软件建立轮边电机传动系统模型,分析其在启动加速、平稳运行及制动时的动态特性,为了验证模型的准确性进行了实车实验。结果表明该轮边电机传动系统的输出转矩发生考虑波动转矩后会较大影响整车加速和制动性能,常见车速的加速和减速性能会减弱5%,稳定行驶阶段差别不大。刚柔耦合模型能更准确地描述驱动系统及整车动力特性,对整车的设计有指导意义。     

轮毂电机驱动汽车区域极点配置横向稳定性控制

分布式驱动结构给车辆动力学控制带来机遇和挑战,如何可靠地实现其横向稳定性控制是关键技术。考虑车辆参数的不确定性,提出了基于区域极点配置的轮毂电机驱动汽车横向稳定性控制策略,分析了保性能权重矩阵参数对控制性能的影响;为了能最大限度地利用路面附着能力,利用轮毂电机驱动力和制动力共同产生横摆力矩,并结合驱动模型切换提出了规则化转矩分配控制策略;通过数值仿真和硬件在环仿真开展了控制系统的性能分析。结果表明,所提出的基于区域极点配置的上层控制策略不仅能改善汽车的操纵稳定性,而且对轮胎侧偏刚度等参数不确定性具有较强的鲁棒性;同时,下层规则化转矩分配控制策略能确保在低附着路面可靠实现转矩分配。     

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。     

基于阶次提取的车用电机振动快速计算方法

车用永磁同步电机运转时的工作转速范围较宽,分析电机全转速段的电磁振动的情况较为耗时和占用大量计算资源。本文采用多物理场耦合仿真计算少量转速工况的气隙磁密,通过阶次提取技术,将时域的瞬态电磁激励转换为角度域及频域的电磁激励。将稳态电磁激励施加到电机有限元模型定子齿面上,进行电机壳体表面法向振动响应求解,实现车用驱动电机全转速段壳体振动响应特征的快速计算,缩减了仿真时间和计算资源,仿真效率大大提升。