電動(dòng)汽車永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁熱設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，我國汽車銷量呈現(xiàn)出持續(xù)快速地增長。汽車保有量的不斷增加,不僅導(dǎo)致了我國石油消耗量的日趨增大，也給環(huán)境帶來了巨大的負(fù)擔(dān)，使環(huán)境日益惡化。因此，控制并降低汽車對(duì)環(huán)境污染已成為了我國社會(huì)和諧發(fā)展亟需解決的一個(gè)重大課題。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，電動(dòng)汽車因零排放而備受關(guān)注。電動(dòng)汽車的開發(fā)不僅不會(huì)受能源種類與能源儲(chǔ)量的影響，更能推動(dòng)整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)的積極快速地發(fā)展。永磁電機(jī)作為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的心臟，因高效率、高功率因數(shù)、寬弱磁范圍、

2、高轉(zhuǎn)矩過載能力以及低噪聲與振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)受到許多的關(guān)注。然而，當(dāng)電動(dòng)汽車經(jīng)常地工作在惡劣環(huán)境下，持續(xù)處于起動(dòng)、爬坡、加速等工作狀態(tài)，其溫升勢(shì)必影響到整個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的穩(wěn)定工作。因此，為了確保電動(dòng)汽車能穩(wěn)定可靠地行駛，精確的電磁熱分析與設(shè)計(jì)研究在驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)過程中必不可少。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對(duì)電動(dòng)汽車車輛模型及行駛特性進(jìn)行分析得出了驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出特性與電動(dòng)汽車行駛工況之間的關(guān)系。為了使永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)獲得區(qū)域型高效率，在不同工況

3、下對(duì)其進(jìn)行了電磁分析。最后，針對(duì)電磁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行樣機(jī)試制與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。⑵為了從熱分析的角度給電動(dòng)汽車永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇提供一些參考，針對(duì)不同繞組結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)進(jìn)行了熱分析對(duì)比研究。在不同轉(zhuǎn)速下與不同轉(zhuǎn)矩過載工況下對(duì)不同繞組結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)的電流、損耗、溫升、熱流進(jìn)行了分析,并利用有限元對(duì)不同繞組結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)進(jìn)行了瞬態(tài)熱分析。⑶通過引入進(jìn)化策略并采用加權(quán)的單元適應(yīng)度對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。為了提高耦合計(jì)算收斂的精度與速度，結(jié)合電磁場有

4、限元與熱阻網(wǎng)絡(luò)將改進(jìn)的進(jìn)化策略應(yīng)用到永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁熱耦合分析中。針對(duì)改進(jìn)的耦合分析方法對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在不同工況下進(jìn)行了電磁熱計(jì)算。最后，利用36kW驅(qū)動(dòng)電機(jī)樣機(jī)對(duì)電磁熱分析結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。⑷針對(duì)全封閉水冷永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部空間內(nèi)空氣的對(duì)流傳熱進(jìn)行了研究?；跓崃髌胶鈽?gòu)造了熱分析模型,并利用此模型對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在不同工況下進(jìn)行了熱分析。最后，利用36kW驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行了樣機(jī)試制與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。⑸通過結(jié)合熱、流體與結(jié)構(gòu)分析提出了驅(qū)動(dòng)電機(jī)冷