纯电动汽车传动系统-电机结构参数协同设计优化

提出一种纯电动汽车传动系统与电机结构参数协同设计优化方法，来提高纯电动汽车动力性与经济性，同时降低永磁同步电机齿槽转矩以降低电机的振动噪声。首先，以电机结构参数为输入，额定转矩与齿槽转矩为输出，开展了基于电机多参数仿真和不同机器学习预测模型精度的研究，并建立永磁同步电机额定转矩和齿槽转矩的高精度机器学习预测模型；其次，利用电机基本设计参数（额定转矩、峰值转矩、额定转速、峰值转速）以及峰值效率构建永磁同步电机效率map图的快速预估数学模型；再次，基于电机齿槽转矩预测模型以及电机效率map图的快速预估数学模型，建立电机结构参数与效率特性的映射关系；最后，以电机结构参数和传动比为优化变量，整车动力性、经济性以及电机齿槽转矩为优化目标，运用遗传算法进行多目标优化。仿真结果表明，相较于优化前，优化后的整车性能0-100 km/h加速时间缩短了27.3%,15 km/h最大爬坡度提高了40.5%,WLTC工况能耗减少了1.6%，电机齿槽转矩降低了42.2%。     

混合动力车用电机快速响应弱磁算法研究

分析了采用电控机械自动变速器的并联式混合动力电动车换挡时间与内置式永磁同步电机转矩响应时间的关系,提出了一种基于过调制模式的弱磁控制策略,该策略采用过调制前后电压幅值的差值来计算弱磁电流。仿真和台架实验结果表明,该策略在弱磁区域能提高稳态母线电压的利用率,且能达到最快20ms的转矩响应时间,转矩和电流无明显的低阶谐波,优于传统基于输出电压闭环控制的弱磁控制策略,满足了混合动力车用电机转矩响应的要求。     

基于恒扭矩牛顿迭代法的永磁同步电机弱磁控制研究

电机高转速工况下，电机需要进行弱磁控制。由于永磁同步电机的永磁体磁通不能改变，因此只能通过在永磁体的负方向上增加电流id并减小电流iq来进行电机的弱磁控制。根据电机所有工况下完整的电流分布的数学公式，利用牛顿迭代法来求出在最大电流和电压限制下的恒扭矩弱磁控制，以解决d-q轴电流分配的问题，同时，通过仿真模拟结果验证牛顿迭代法在电机控制上应用的可行性。牛顿迭代法能利用公式非常精确地给出各种工况下电流分配策略，电机响应时间更短。牛顿迭代法对电机控制系统设计、测试和标定等环节起到重要的辅助作用，同时对永磁同步电机在电动汽车领域的推广和应用有很大的意义。     

某纯电动汽车驱动电机系统过流故障分析及解决方案

本文简述纯电动汽车驱动电机系统控制原理,并针对某纯电动汽车在连续颠簸路面驱动电机系统过流故障进行分析,基于永磁同步电机矢量控制的电压前馈补偿型电流调节器,提出了优化转速滤波的方案,通过实际路况验证,有效解决了连续颠簸路面驱动电机系统过流故障。     

EPS用永磁同步电机弱磁控制研究

针对驾驶员在快速操纵方向盘时手感沉重的问题,分析电动助力转向系统(Electric Power Steering System,EPS),用永磁同步电机的调速原理,将问题的原因归结为电机的调速范围有限。提出了以方向盘角速度为判断依据,低转速下在转矩环中进行id=0控制,高转速下在转速环中进行弱磁控制的控制策略,并根据某型号永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)给出了具体工程实现方法,进行Matlab/Simulink仿真分析及硬件在环试验。仿真及试验结果验证了所提方案的有效性。     

纯电动汽车用永磁同步电机转矩控制仿真研究

基于纯电动汽车低速下的行车要求及永磁同步电机的结构特点,分析电机低速下转矩输出实现采用的最大转矩电流比控制方法;利用Matlab/Simulink工具对控制算法进行仿真分析。仿真结果证明这种控制方式可以满足电动汽车低速大转矩的行驶需求。     

基于MTPA的永磁同步电动机矢量控制方法研究

永磁同步电机交流调速系统在电动汽车领域中得到了广泛的应用。为了满足电动汽车快速启动的工况需求,就需要获得电机的最大转矩。本文在分析永磁同步电机弱磁原理的基础上,基于Matlab/Simulink建立永磁同步电机矢量控制仿真模型,并采用最大转矩电流比控制(MTPA)策略。仿真表明,该系统响应快、稳定性好,对车用永磁同步电机调速系统的设计有一定的指导意义。     

永磁同步电机控制算法综述

直流无刷永磁同步电机的控制在汽车电动化变革时代受到高度关注,除了提升电机本身功率密度升,控制理论与应用技术一直是创新研发领域的热点。过去的20多年,恒压频比、矢量控制、直接转矩控制、无感控制以及弱磁控制理论相继出现,并在工程应用上取得了可喜的成绩。综述了56篇永磁同步电机的基本控制算法以及控制算法的代表性论文,总结其发展进展,讨论了汽车电动化所需高性能电机控制算法的挑战和未来研究的方向以及现代控制理论在永磁同步电机控制系统中的应用。     

永磁同步电机的弱磁控制策略研究

根据矢量控制理论,研究永磁同步电机的弱磁控制策略,并在MATLAB／SIMUUNK环境下进行仿真分析．结果表明本文研究的控制策略能够实现电机在高速下的稳定运行。     

基于单电流调节器的永磁同步电机深度弱磁控制及模式切换控制策略EI北大核心CSCD

为解决传统双电流调节器弱磁控制策略因交叉耦合和电流调节器饱和导致的系统不稳定问题,提高电流动态响应速度,本文提出一种稳定的永磁同步电机深度弱磁控制策略——基于电压相角的改进型单电流调节器弱磁控制及模式切换控制策略。该控制策略集成了动态性能优异、控制结构简单、不依赖电机参数、电压利用率高和可移植性强等优点。在分析了不同单电流调节器的稳定运行范围后,根据系统控制需求的不同,规划了不同的电流轨迹,设计了不同单电流调节器弱磁控制策略,优化改进了恒转矩区和弱磁区切换条件,确定了恒转矩区和弱磁区切换时保持电压相角不变的关键,提出了不同单电流调节器切换时,可根据控制需求的不同,设计不同的切换方法,但须确保切换时交轴电压保持不变的切换关键,使控制策略便于工程应用。仿真和实验验证了所提方法的稳定深度弱磁能力和切换控制策略的有效性,最终实现了6.3倍深度弱磁控制和弱磁区不同单电流调节器在电动工况和发电工况下的平滑切换。     

电动汽车永磁同步驱动电机振动噪声建模与分析

某纯电动样车在试验过程中被抱怨驱动电机噪声问题。针对该问题,首先进行永磁同步驱动电机的振动噪音机理分析,建立以转速为输入信号和以噪声频率与阶次为输出信号的电机振动噪声理论模型,并推导出A声级噪声理论谱线;其次,进行被测永磁同步的电机振动噪声测试,得出A声级噪声试验谱线;最后,对比理论模型预测和测试结果,验证了模型的正确性,并识别被测永磁同步电机异常噪声源。该模型与试验相结合可以快速识别永磁同步电机的异常振动噪声源。     

电动汽车用永磁同步电动机的退磁特性分析研究

电动汽车要求其配置的永磁同步电机具备效率高、体积小及调速范围宽等特性,因此电机容易受温度及定子反向磁场作用而导致永磁体退磁,从而在工作转速范围内影响电机性能和运转可靠性。结合永磁体的退磁曲线,提出了永磁同步电机热稳定性及磁稳定性的数值分析方法,介绍了电机退磁的判断方法,并找出永磁体的退磁温度及工作点,为永磁同步电机的磁路设计提供了参考依据。     

电动汽车用永磁同步电机永磁体最佳工作点分析

永磁同步电机应用在电动汽车及混合动力汽车上已经十分普及,不仅因为永磁同步电机具有尽可能宽广的弱磁调速范围,能够在电机最大功率不变的条件下提高电动汽车的起动加速能力及低速爬坡能力,而且永磁同步电机具有较高的功率密度比。应用在电动汽车上,更为有效地降低电动汽车的质量,从而提高电动车效率。     

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。     

博世创新汽车电子技术

1清洁与经济1)驱动电机针对于新能源汽车,博世可提供两种不同种类的永磁同步电机:分离式电机和同轴式电机,可适用于从弱混、强混、插电式混合动力到增程式电动车、纯电动车等各种动力总成电气化系统。分离式电机(图1)采用分布式绕组,径向尺寸小,具有更高的转速,可应用于更高的传动比。而同     

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。     

纯电动汽车液冷永磁同步电机热仿真

纯电动汽车所使用的永磁同步电机因其功率密度高、工作环境封闭,对其发热和散热问题的研究一直是电机设计时所考虑的重要问题。本文以一台液冷永磁同步电机为对象,三维建模并进行有限元离散,采用CFD软件分析计算得到电机的温度场分布,并搭建相关实验平台,对仿真结果进行验证。     

混合动力汽车用油冷永磁同步电机温度场研究

针对混合动力汽车用永磁同步电机结构紧凑、散热难的特点,采用电磁场与温度场耦合的有限元分析方法对油冷冷却条件下的永磁同步电机的三维温度场进行了计算。建立了电机的电磁场二维有限元模型,得到了电机的二维电磁场分布,并以此计算了额定工况下的电机损耗。通过计算电机各部件的等效导热系数,得到了额定工况下电机各部件的发热量,并以此建立了电机的温度场三维有限元模型,进而计算出额定工况下使用油冷冷却电机的温度场分布。通过电机温升试验与仿真结果对比,验证了仿真模型的合理性和分析结果的正确性。     

电动汽车轴向轮毂电机的工作特性

本文针对轴向永磁轮毂电机变负载调速时的传动性能,分析了启动过程中的转矩和转速等启动性能以及启动完成后的磁密、涡流损耗、传动效率等工作性能。首先运用矢量磁位法建立了数学模型,得到气隙磁密、转矩、轴向力和传动效率等工作参数的数学表达式,并运用Matlab软件进行了系统气隙磁密的数值计算;然后利用Magnet软件模拟得到了不同输入转速和不同变负载系数下启动过程的转矩和转速的变化规律,接着分析启动完成后稳定运行时的磁密、涡流损耗和传动效率;最后搭建模拟的轴向磁通轮毂电机实验平台,测量得到了不同输入转速下的转速、转矩和传动效率,验证了理论分析和模拟的正确性。本文研究成果有利于轴向永磁磁通轮毂电机传动性能的研究,对提高轮毂电机工作效率的提高具有重要意义。     

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...