轮毂电机角模块系统多物理场耦合作用下的温升及散热分析

为更好地探究轮毂电机角模块系统在运行过程中的多种物理场耦合特性,解决轮毂电机在有限空间中存在的散热难问题,文章基于键合图理论,建立了轮毂电机角模块系统的多物理场耦合模型,并导出数学模型,利用MATLAB/Simulink进行动态仿真,分析了轮毂电机在多物理场耦合作用下的输出转矩和温度特性。仿真结果表明,采用水冷模式对定子绕组的冷却效果明显;对于不同的水道截面尺寸和冷却液流速,轮毂电机呈现出不同的温升特性;相同的电机运行工况和冷却液流量下,增加水道内径可以达到更好的冷却效果。借助有限元分析软件Fluent进行流体仿真,得到的电机温度分布云图和温度变化曲线与上述结论基本一致,验证了耦合模型的实用性和可靠性,为轮毂电机角模块系统的设计和应用提供了理论参考。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车无刷电机控制算法的研究

在分析四轮驱动轮毂电机电动汽车不同电机控制算法优缺点的基础上,提出了一种新的多模式电机控制算法.该算法对高速驱动采用矢量控制或六步换相控制;低速驱动和制动采用正弦波电压或矢量控制.针对轮毂电机多模式控制的复杂性,采用了Matlab/Simulink的Stateflow工具箱实现控制模式切换,整车控制算法在Matlab/Simulink环境下实现,并通过全自动代码生成下载到MPC5633M单片机中,保证了电机多模式控制的可靠切换.仿真和试验结果证明了这种算法的可行性,电机噪声降低,整车性能提高.     

不同工况电动汽车轮毂电机磁场温度场分析

针对电动汽车行驶过程中轮毂电机的温升问题,文章采用试验与仿真相结合的方法,联系汽车具体行驶工况研究电动汽车在空载、负载工况下轮毂电机内部的磁场、温度分布特性。将Maxwell中仿真得到的电机各部位的热源耦合到Ansys Workbench当中,使结果较为准确。结果表明空载负载情况下磁场中各损耗所占比例是有差别的,各部位生热不一样,温度比较高;最后将仿真结果与实际实验作对比,从而验证了磁热耦合方法的正确性。     

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%。     

轮毂电机系统及其驱动技术分析

针对轮毂电机系统的研究进展及轮毂电机系统特点进行了综合分析,并在剖析轮毂电机驱动系统结构型式对整车性能的积极和消极影响的基础上,总结出轮毂电机系统设计开发的关键技术问题。     

四轮毂电机驱动电动汽车动力系统优化匹配

为了研究四轮毂电机驱动电动汽车电机功率在各轴之间的匹配与回收能量多少之间的关系,采用理论分析和仿真相结合的方法,对不同匹配方案下的能量回收效果进行了对比分析。基于相关标准要求,确定了整车和动力性参数,计算整车额定功率、峰值需求功率和轮毂电机额定转速、峰值转速等,并建立了整车需求功率的二次再分模型。该模型对整车需求功率先在前/后轴之间按一定比例分配,再将各轴需求功率在左右车轮间平均分配。通过对整车制动动力学的分析,对前/后轴制动力按照理想制动力分配策略的情况,提出了电机功率在各轴之间匹配的推荐方案。基于Matlab/Simulink和CarSim软件搭建四轮毂电机驱动电动汽车联合仿真模型,采用分层取样得到多个前/后轴轮毂电机功率分配方案,研究在理想制动力分配策略下,制动强度分别为0.1,0.2和0.3,以及新欧洲运行循环(NEDC)、中国城市乘用车工况(CCDC)和纽约城市运行循环(NYCC)3种典型循环工况下不同分配方案时制动回收能量的差异,得到前/后轴轮毂电机功率最优匹配,并对最优方案动力性进行了验证。理论和仿真结果表明:当前/后轴轮毂电机功率分配比与前/后轴静态垂直载荷比相近时,电动汽车将获得最好的能量回收效果。     

微型纯电动汽车的系统构型与关键参数设计

本文中为微型纯电动汽车选定了轮毂电机驱动方式,并研究其构型和参数设计.首先构建了由整车控制器、电机控制器和电池管理系统组成的分布式控制系统以及能量回馈制动与液压制动协调配合的并联复合制动系统.然后进行关键部件的参数设计,先确定整车目标性能参数,再根据车辆动力学计算与Matlab/Simulink仿真结果,确定轮毂电机和动力电池的性能参数并进行选型.最后通过仿真与整车试验验证整车性能满足设计指标.     

基于轮毂电机驱动的纯电动汽车再生制动系统分析

本文以轮毂电机驱动的纯电动汽车为研究对象,介绍了轮毂电机的性能及优点,并对制动工况的整车受力与再生制动的影响因素进行分析。根据电液复合制动的要求,分析了轮毂电机再生制动系统的约束条件。通过对三种主要再生制动控制策略的分析比较,得出一种应用前景较好的控制策略。     

特种车辆重载电动轮用轮毂电机热特性分析及冷却水道优化

为了准确分析轮毂电机温度场，基于电磁场有限元分析，采用考虑旋转磁化及谐波磁场的方法计算铁耗，并计算了轮毂电机各部件生热率。采用基于有限体积法的流固耦合分析和基于热网络法的磁热耦合分析，分别计算了额定工况下轮毂电机温度场，将轮毂电机温升试验和仿真结果进行了对比。结果表明，基于有限体积法的流固耦合分析得出的绕组稳态温度计算误差为1.8%，基于热网路法的磁热耦合分析计算误差为2.5%，验证了两种温度场分析方法的正确性。对不同结构冷却水道的热阻和压降进行了理论分析，基于Pareto遗传算法对螺旋型水道进行多目标优化，在保证额定工况电机稳态温升基本不变的情况下使水道压降降低了22.9%。     

轮毂电机驱动车辆转向节受力计算方法

论文根据空间力系平衡原理,以转向节为研究对象,建立了轮毂电机驱动电动车转向节受力计算方法。此计算方法分析了在轮毂电机驱动力Mt作用下,麦弗逊悬架系统的受力情况,建立了空间力平衡方程。此计算方法可以根据悬架系统的结构参数、减振器的尺寸与性能参数和整车参数使用MATLAB快速求出轮毂电机作用在转向节上的反向力矩对转向节受力的影响,方便设计人员调整相关设计参数,确定最优方案。     

电动汽车永磁同步轮毂电机无位置传感器控制方法综述

在石油开采过度和环境污染等问题愈来愈严重的情况下,世界各国政府和汽车生产商加大了对电动汽车的研发力度。目前,轮毂电机驱动电动汽车作为一种比较新的电动汽车形式,正受到世界各国汽车生产商的青睐。为了提高电动汽车整车控制性能,往往是采用普通机械式传感器的方法来获取轮毂电机的转子位置信息,来对轮毂电机进行矢量控制,这种方法不利于汽车的轻量化且容易发生故障。为了实现轮毂电机的矢量控制,对永磁轮毂电机全速度范围无位置传感器控制方法进行了重点分析,并对电动汽车永磁同步轮毂电机无位置传感器控制技术发展进行了展望,认为信号注入法的改进、参数敏感问题及切换算法的改进是未来的研究方向和发展趋势。     

ISO26262标准下永磁同步电机故障对整车安全性的影响分析

对永磁同步电机的故障进行了详细分类,总结了各种故障带来的影响。基于CARsim整车仿真环境,设计了多种极限工况,对前轮两轮轮毂电机驱动汽车出现电机故障时的整车行为进行仿真分析,并基于ISO26262标准对永磁同步电机故障进行了汽车安全完整性等级评级工作,所得结论可为电机和整车控制器的设计与开发提供参考。     

一种新型纯电动汽车电机冷却系统研究

基于现有纯电动汽车电机冷却原理及存在问题，本文提出一种新型电机冷却系统、冷却控制方法和冷却控制系统。该电机冷却系统将冷却泵、温控单元与电机本体集成在一起，具有不同的循环冷却回路，可简化并缩短整车冷却管路、节约前机舱空间、提高电机冷却效率，满足电机在不同工况下的精准冷却控制要求。     

微型电动车轮毂电机的磁热耦合分析

针对温度变化对微型电动车轮毂电机工作性能和使用寿命的影响,提出了一种磁热耦合分析方法,并对轮毂电机进行了磁场和热场分析.采用Ansoft Maxwell软件建立了轮毂电机的有限元仿真模型,并通过仿真获得了其内部复杂磁通密度云图和磁力线分布图.建立了湿度场的数学模型,计算了绕组损耗、定转子铁损和永磁体的涡流损耗,并以此耦合到温度场作为热源.采用Ansys Workbench软件,计算了轮毂电机稳态温度场和各部件的温度分布以及起动过程中定子铁芯与转子铁芯瞬态温度曲线.仿真结果与试验实测温度值基本一致,表明采用磁热耦合方法分析轮毂电机的热源分布与温度分布准确可行,可为今后的轮毂电机优化设计提供基础.     

电动车辆轮毂电机减振系统设计与分析

为消除轮毂电机造成电动汽车非簧载质量增加而使车辆平顺性和安全性降低的影响,根据质量转移的方法,在电动轮内安装弹簧阻尼减振系统将轮毂电机质量变成吸振器,建立11自由度电动轮车辆整车动力学模型,并对模型进行仿真分析。结果表明,轮毂电机减振系统在满足轮毂电机垂向跳动要求的基础上,可以消除轮毂电机刚性与车轮连接给车辆带来的垂向负效应问题。     

基于微通道液冷的动力电池热管理性能分析

为了对电池进行有效的热管理,文章提出一种采用微通道液体冷却的热管理方式,并基于COMSOL软件对一款磷酸铁锂软包电池仿真研究,分析了不同放电倍率下冷却剂流量、冷却剂入口温度对电池模组冷却性能的影响。结果表明,采用冷却方式可以将电池组的最大温差及最高温度均控制在允许的区间;增加冷却剂流量可以在一定程度上降低电池组的最高温度和最大温差,但是需要考虑泵送功的损失;降低冷却剂入口温度是降低电池模组最高温度的有效方式,冷却剂入口温度对电池组温度一致性影响很小。     

四轮独立驱动电动汽车电动轮影响研究

为了分析轮毂电机驱动电动汽车簧下质量变大导致的垂向振动负效应问题,根据自主研发可以四轮独立驱动的轮毂电机电动汽车,建立集中电机和轮毂电机驱动汽车的1/4动力学模型,在相同路面输入下,对汽车平顺性评价指标进行对比分析,说明轮毂电机驱动下电动轮结构对车辆垂向性能的影响。研究结果证明,轮毂电机驱动汽车的车身垂向加速度和轮胎动载荷都有所增加,这种变化将对车辆的行驶平顺性造成一定程度的恶化。     

纯电动汽车整车控制器进展

在广泛研究国内外纯电动汽车整车控制器的工作原理和系统结构的基础上．总结了如下特点：国外纯电动汽车整车控制器主要用于结构复杂的四轮驱动纯电动汽车和轮毂电机纯电动汽车中。对于单电机驱动的纯电动汽车,通常由电机控制器代替整车控制器实现控制功能。在国内市场没有纯电动汽车整车控制器产品的生产和销售．整车控制器停留在试验室研发阶段。本文可为企业开发出口纯电动汽车整车控制器和国家制订标准提供参考。     

轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动研究进展

通过综述国内外开关磁阻电机振动问题的研究,重点分析了开关磁阻轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动问题,以期进一步明确开关磁阻轮毂电机噪声和振动产生机理及控制方法,为解决开关磁阻电机不平衡径向力导致的电动汽车平顺性与操纵稳定性矛盾恶化的问题提出合理的解决思路,并对有待进一步解决的问题进行了讨论,对未来的研究方向进行了展望。     

转向节式轮毂电机壳体的结构优化与设计

轮毂电机因其具有传动结构简单,传动效率高等特点广泛应用于新能源汽车中。针对轮毂电机簧下质量增加的难题,开展了对轮毂电机壳体轻量化设计的研究。本文通过对传统轮毂电机与转向节进行受力分析,以一种新的壳体集成方式去解决在有限的轮内空间内增加轮毂电机的尺寸,并在此基础上通过Hypermesh仿真软件对模型进行轻量化设计,优化了壳体的应力分布、消除了部分结构的应力集中现象、整体质量减轻49.29%,优化效果明显。