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%。     

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。     

永磁同步电机在新能源车上的应用

当前,能源问题和环境保护问题已成为影响经济社会发展的关键因素,而节能减排正是有效缓解问题并避免相关问题持续扩大的重要举措。在这样的背景之下,新能源汽车产业得以迅猛发展。新能源汽车的动力主要来自于驱动电机,且对新能源车的安全稳定有着一定影响,因此选用高效稳定的驱动电机显得尤为关键。而永磁同步电机因其具备较高的运行效率、较大的转矩密度以及高速运行状态下较为稳定的特点,被广泛应用在新能源汽车的设计制造之中。基于此,本文首先分析了新能源汽车对电机性能的要求以及性能参数选用的原则,之后对永磁同步电机的结构及工作原理进行了简要概述,随后分析了永磁同步电机在新能源车上的应用设计,最后对新能源车中对永磁同步电机的控制进行了分析,以期为相关人员提供一些参考帮助。     

汽车电驱动用高速永磁同步电机设计技术综述

随着环保、节能减排的要求不断提高,对新能源汽车电驱动电机也提出了更高的要求。高转速、高功率密度和高紧凑性成为未来汽车电驱动技术发展的主要目标。在各种类型电机中,永磁同步电机可以同时兼顾高转速、高功率密度的要求,但高速永磁同步电机在结构设计、材料、加工、冷却方面仍有难点亟待突破。从电机结构设计、电机控制和功率器件等方面阐述了汽车电驱动用高速永磁同步电机的关键技术及发展现状,并对当前车用高速驱动电机系统设计面临的技术挑战进行简要分析,最后基于高速电机研发的关键问题,聚焦更紧凑结构、高强度永磁材料和更精准控制,对高速电机的多物理场、多学科研发进行了展望。     

国外驱动电机在新能源汽车上的应用与发展

日本近期在电动车、混合动力车、燃料电池车上用的驱动电机大多采用稀土永磁同步电机,本文介绍了日本新能源汽车的驱动电机分类、优缺点及丰田、本田、日产、三菱等在新能源汽车上驱动电机应用情况。     

一种提高轮边驱动客车经济性的驱动控制方法

轮边驱动电动客车采用4个永磁同步电机,通过减速器将驱动力传递至驱动轮。合适的转矩分配控制策略可以提升行车经济性。以轮边驱动电动客车为研究对象,采用加速踏板平滑处理和基于电机电动效率Map图的转矩优化分配方法,并通过AVL Cruise/Simulink联合仿真、dSPACE硬件在环和实车试验进行验证。结果表明,相比于平均转矩分配,采用加速踏板平滑处理和基于电机电动效率Map图的转矩最优分配方法可降低2.35%的能耗,且该控制算法在硬件在环和实车试验中有着较好的实时性,能够满足实车行驶的需求。     

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     

永磁同步电机的选型及参数校验

根据永磁同步电机在纯电动轿车中的应用特性,结合整车参数及动力性参数需求,对永磁同步电机进行匹配选型。采用MATLAB强大的数学计算功能,结合驱动电机控制器的控制策略,对永磁同步电机能够达到的整车动力性能进行校验,可精确计算出整车的电驱动系统性能,更为精准确定匹配的合理性。     

基于辅助槽的永磁同步电机转矩脉动优化设计

NVH是车用永磁同步电机(PMSM)开发的关键项,而转矩脉动是影响永磁同步电机NVH的重要因素之一。本文对一款永磁同步电机的转矩脉动进行优化,由于设计边界条件限制,定子冲片、绕组、磁钢尺寸等不能更改,故本次重点针对转子辅助槽进行优化设计,使其满足设计目标要求,降低NVH不达标的风险。     

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。     

新能源汽车驱动电机的现状及发展方向——上海电驱动有限公司和上海大郡自动化系统工程有限公司访问记

新能源乘用车驱动电机大都采用稀土永磁-磁阻同步电机,也是新能源乘用车驱动电机发展方向。     

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。     

新能源汽车动力电机控制器硬件功能安全的需求开发

动力电机控制器作为新能源汽车动力系统的核心部件,对整车安全关系重大。硬件功能安全是控制器功能安全的基础和保障。本文基于自主开发的永磁同步电机控制器硬件,详细阐述了符合ISO 26262和VDA E-Gas安全监控思想的电机控制器硬件功能安全需求及其开发过程,在该安全机制指导下开发的电机控制器硬件运行可靠、稳定。     

交流永磁电机在电动汽车中的应用与调控策略

交流永磁同步电机以其结构紧凑、运行可靠、效率高、转矩密度高等优点,被各品牌电动汽车广泛应用于驱动系统中。本文从了解汽车行驶状态、永磁同步电机的结构特点以及对电动汽车驱动系统的要求出发,阐述永磁同步电机在电动汽车上的应用与调控技术。     

新能源汽车驱动电机发展现状及趋势分析

驱动电机作为新能源汽车的核心零部件,具有广阔的市场前景。目前,在驱动电机领域涌入很多国内外供应商,不同供应商在技术路线和产品性能参数方面存在较大差异,通过系统的比较可以获知国内驱动电机产品水平与国外的差距。本文通过技术调研,分析了永磁同步电机和轮毂电机的发展现状及瓶颈;通过行业调研,了解到主机厂及供应商等对驱动电机的看法,并预测了未来驱动电机的发展趋势。     

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%。     

基于有限元法的永磁同步电机电磁场分析

文章利用有限元软件ANSYS针对某款48槽8极的永磁同步电机,建立有限元模型,并对其八分之一模型进行分析求解,得到其在稳态和瞬态条件下的磁力线、磁场云图、齿槽转矩等结果,为以后永磁同步电机的设计优化和振动噪声分析奠定基础。     

基于电机损耗机理的双电机四轮驱动电动车转矩分配策略的研究

为实现双电机四轮驱动电动车的高效运行,提出了一种基于电机损耗机理的最优转矩分配策略。首先分析了双电机四轮驱动电动车驱动功耗特征,提出了最优转矩分配数学模型;接着基于面贴式永磁同步电机dq等效模型,构建了双电机系统损耗模型,推导了双电机能效最优的转矩分配系数βo公式;最后在双电机测试平台上,测试了双电机温差对βo的影响规律,验证了所提出的转矩分配策略的合理性。结果表明,对于前后轴匹配相同动力系统的双同步电机驱动电动车,应优先采用双电机平分转矩驱动模式,而非单电机驱动模式。平分转矩驱动模式在低负荷工况,可避免非工作电机拖转损耗对驱动效率造成的负面影响;而在中高负荷工况,可实现最小驱动功耗;此外,前后电机温差对上述能效最优平分转矩策略影响较小。     

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。     

基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统设计与实现

对于新能源汽车的系统软件开发而言,提高系统软件的可靠性、可移植性和开发效率是其目标,分层次、模块化的开发流程是其发展趋势。本文中以汽车开放系统架构AUTOSAR标准为基础,对电动汽车驱动电机控制系统进行模块划分和软件分层,不同模块和软件层之间独立开发、互不耦合。再以英飞凌TC275单片机为控制平台,对永磁同步电机进行实验测试。结果表明,该控制软件可实现正常的电机控制功能,且具有良好的转速、转矩响应特性,从而验证了本文中所提出的电机控制软件架构开发流程的有效性和可行性。