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...     

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%。     

电动汽车用超高效率电机驱动系统关键技术研究

为提升电动汽车用电机驱动系统效率，在电机设计、材料选择、工艺装配方面总结出提升电驱系统效率的解决措施。在电机设计方面选择适合电动汽车的电机，优化控制算法；在材料方面，选择性能较高的铜线、硅钢材料和高频材料；在工艺装配方面，应用扁线绕组工艺可以提升电机的转矩和效率，优化铁芯与叠装工艺，从而降低电机铁损。通过增大系统输出效率，降低各项损耗，可以提升电动汽车用电机驱动系统效率。     

纯电动重卡用永磁同步电机性能仿真分析

为进一步提高纯电动重卡用永磁同步电机的输出性能,针对所设计的初步电磁方案,建立Motor-CAD电机电磁仿真模型,通过E-mag模块与Terminal模块进行磁热耦合仿真,并通过Lab模块仿真全工况区域进行磁热耦合仿真,在理论分析的基础上对电机转子磁极结构、定子齿槽结构以及裂比对输出转矩性能的影响进行了仿真研究,计算了不同电流和不同散热条件下电机的损耗,最终得出了电机电磁转矩优化措施以及电机损耗规律。     

驱动电机电磁性能仿真分析

基于电动汽车用电机的特点,以一台三相永磁同步电机为例,运用有限元的原理,并借助Ansoft软件,论述电机内部电磁场的建模及其电磁性能的分析过程。给出了该电机的铁损分布特征,为进一步的电机设计提供了指导依据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

纯电动汽车永磁同步电机引起车内啸叫的分析及优化

纯电动汽车永磁同步电机是影响整车的NVH性能主要激励源之一,通过对驱动电机定子的分析与优化,能有效降低电机谐频激励,减小电机振动,从而提高整车NVH舒适性。文章以一款纯电动车型为例,重点讲述通过测试排查减速能量回收车内啸叫问题,确认驱动电机24阶、48阶激励通过结构和空气传递到车内,引起车内中高频啸叫声,最终优化驱动电机定子绕组得以改善,达到优化车内噪声的目的,为纯电动汽车NVH性能开发和优化提供参考与借鉴。     

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。     

风冷永磁同步电机噪声分析与优化

以额定功率为18 kW的风冷永磁同步电机为研究对象,建立二维电磁仿真模型,利用有限元软件计算其径向电磁力,通过快速傅里叶变换分析径向电磁力的谐波次数,分别对电机的定子和整机进行了模态测试,得到其各低阶模态固有频率,分析了电机振动和噪声产生的原因,提出了一种通过优化电机壳体结构降低电机噪声的方法,并对改进后的风冷永磁同步电机进行了热仿真分析和噪声试验验证,结果表明,改进后电机温升满足工作要求,噪声降低了约11 dB(A)。     

基于Hypermesh的电机结构模态分析与优化

基于Hypermesh软件对某永磁同步电机进行模态分析。通过合理简化与假设,建立电机有限元仿真模型并计算出固有频率。为了验证仿真结果的准确性,通过锤击法模态试验进行验证,结果表明仿真结果与试验结果误差在5%以内。通过仿真结果优化定子结构,有效地提高了电机固有频率,减少发生电磁共振噪声的可能性。     

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。     

永磁同步电机转子辅助槽对电磁噪声影响分析

以某电动汽车内嵌式永磁同步电机为研究对象,对永磁电机进行了电磁力、振动和噪声特性分析及优化设计。基于麦克斯韦张量法推导电磁力公式,分析电磁力空间阶次、频率特征。为改善电机NVH性能对转子结构进行优化设计,对比分析优化前后的永磁同步电机振动噪声表现。结果表明,通过转子侧设置辅助槽可以有效降低特定阶次的电磁力,改善电机整体的振动噪声情况。     

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。     

某款纯电动客车驱动电机设计及仿真分析

针对某款纯电动城市客车的整车性能参数进行永磁同步电机的匹配设计,对永磁同步电机进行静、动态仿真分析,并给出直轴与交轴电枢反应电感和电磁转矩的计算结果。     

电动汽车用电机及其控制器

本文阐述了电动汽车用永磁同步电机的原理、结构及其性能，并对设计与电动汽车匹配的电机提出了相应意见。     

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。