摩托车用启动/发电一体化系统的研究与开发
发布时间：2021-04-17 18:46
目前,摩托车多采用独立的启动与发电系统,将两者合二为一的启动/发电一体化系统,可以简化结构、减少故障、降低成本、减轻车载质量,具有重要工程实践意义和价值。但启动/发电一体化也带来了新的问题:由于启动需输出足够的转矩以克服阻力矩驱动发动机曲轴转动;而发电时由于发动机工作转速变化范围很宽,容易造成输出电压过大的波动,较难实现恒压输出。因此,要实现其启动/发电一体化需要考虑两者的匹配设计问题。对此,本文特别是对其控制器进行了设计开发、分析和试验研究,主要内容包括:（1）针对某款摩托车启动/发电一体化系统的功能和使用要求,对其电机的槽级数、转子结构、永磁体体积、定子绕组及转子位置传感器等进行了基本的设计与分析。（2）对启动/发电一体化机的控制系统特点和各种影响因素进行了较深入的分析,提出并确定了其控制器硬件方案。特别针对其逆变电路与整流电路的一体化设计进行了多方案比较分析;在考虑系统低电压、大电流的特点基础上,对其MOSFET关键元器件进行了选型分析。并在充分考虑控制器可靠性与散热性的前提下,设计并绘制了印制电路板。（3）制定了启动、切换、发电过程的控制策略。启动阶段,采用改进PI控制策略,实...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
摩托车启动与发电系统的工作原理图
重庆大学硕士学位论文本本田公司对启动/发电一体机本体及其控制器都进行了研究，并已对研请了专利保护。其中，本田公司研制的起动机兼发电机是由绕曲轴配置固结在曲轴上与定子有相对磁极的转子构成。其特点是将无刷旋转电机度传感器和脉冲传感器收容在共同的传感器壳体内，并相互接近的被配置角度检测精度，传感器壳体安装在定子上，传感器被配置在定子靠发动7][18]。此外，本田公司研制的启动/发电控制装置通过凸轮传感器检测凸轮，从而判断曲柄的角度，确定出启动负荷小的正转区域与负荷大的逆转制电机启动时正转或逆转。特别需要注意的该控制器还充分考虑了逆转，保证曲柄逆转时停在正确的位置。并在发动机启动结束时，自动地停的通电，防止发动机高速完全爆炸反拖电机运行，并通过设定一系列的通过判断将电机由电动模式切换为发电模式[19][20]。本田在 2014 年春季上型上应用了此技术，如图 1.2 所示。
图 1.3 电机结构及转子内部展开图Fig.1.3 The motor structure and internal expansion of the rotor.2.2 国内研究现状在国内，启动/发电一体机机也受到了广泛的研究，并且与国外的研究重心相，主要是针对混合动力汽车进行启动/发电机一体化系统的开发，只有个别摩托车企和高校对摩托车用启动/发电一体机进行研究。长安汽车公司联合清华大学、重庆大学等高校及科研单位，开展研究与长安车匹配的启动/发电一体机。该 ISG 电机采用的是永磁方波同步电机，与 JL474Q1动机并联构成动力系统。ISG 电机满足混合动力汽车发电、电助力、启动的性能。耗降低了 20%~30%，同时也降低了汽车排放，续驶里程 500Km 以上，最大爬度可达 25%，提速性能与传统内燃机汽车不相上下，但是价格相比于同档次传汽车相比增加了 30%左右[22]。2002 年，东风汽车公司和西北工业大学共同研究了载重汽车稀土永磁启动/发一体机，该电机能够实现在 0.5s 内启动。此后，东风汽车又与中科院电工研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]电机转子位置传感器的评述与发展趋势[J]. 王骋,邓智泉,蔡骏,胡荣光. 微特电机. 2014(03)
[2]中国摩托车发展现状及未来发展趋势分析（1）[J]. 李娜,宋瑞. 摩托车技术. 2013(06)
[3]中国摩托车行业历史、现状及发展趋势[J]. 王亮. 科技与企业. 2013(02)
[4]摩托车用永磁无刷起动/发电机合一系统研究[J]. 崔巍,范洪伟,孙杰. 微电机. 2011(02)
[5]起动机与发动机的性能匹配[J]. 金巧兰. 重庆理工大学学报(自然科学版). 2010(12)
[6]摩托车二合一启动/发电机及控制系统研究[J]. 吴继平. 中国新技术新产品. 2010(01)
[7]开关磁阻电机驱动系统的发展及应用[J]. 李文海,庞庆平,陈巧芝. 节能技术. 2009(01)
[8]浅议汽车起动/发电一体化技术的现状与发展趋势[J]. 韩志刚,李晓巍. 黑龙江交通科技. 2007(12)
[9]嘉陵摩托车的电启动与油门电启动[J]. 陈国辉. 摩托车. 2005(06)
[10]谈摩托车电起动系统（2）[J]. 陈华新. 摩托车技术. 2001(07)
硕士论文
[1]低速纯电动汽车用永磁无刷直流电机设计研究[D]. 马明慧.湖南大学 2014
[2]电动车用大功率永磁同步发电机的研究[D]. 王莎莎.哈尔滨工业大学 2012
[3]永磁无刷电机控制器研制及控制算法研究[D]. 袁永春.杭州电子科技大学 2012
[4]18kW电励磁双凸极电机起动/发电一体化系统的研究[D]. 陈明.南京航空航天大学 2010
[5]汽车用飞轮离心式永磁起动发电机及控制技术研究[D]. 韩永伟.山东理工大学 2009
[6]混合动力汽车永磁无刷起动发电集成系统的比较研究[D]. 冉文.江苏大学 2008
[7]直流无刷电机控制技术研发[D]. 陈小永.中国石油大学 2008
[8]摩托车用永磁无刷直流电机起动/发电系统的研究[D]. 余劢.东南大学 2006
[9]双凸极起动/发电机系统一体化设计与实现[D]. 任海英.南京航空航天大学 2006
[10]ISG型混合动力长安汽车关键技术研究[D]. 杨雪梅.重庆大学 2004
本文编号：3143953
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
摩托车启动与发电系统的工作原理图
重庆大学硕士学位论文本本田公司对启动/发电一体机本体及其控制器都进行了研究，并已对研请了专利保护。其中，本田公司研制的起动机兼发电机是由绕曲轴配置固结在曲轴上与定子有相对磁极的转子构成。其特点是将无刷旋转电机度传感器和脉冲传感器收容在共同的传感器壳体内，并相互接近的被配置角度检测精度，传感器壳体安装在定子上，传感器被配置在定子靠发动7][18]。此外，本田公司研制的启动/发电控制装置通过凸轮传感器检测凸轮，从而判断曲柄的角度，确定出启动负荷小的正转区域与负荷大的逆转制电机启动时正转或逆转。特别需要注意的该控制器还充分考虑了逆转，保证曲柄逆转时停在正确的位置。并在发动机启动结束时，自动地停的通电，防止发动机高速完全爆炸反拖电机运行，并通过设定一系列的通过判断将电机由电动模式切换为发电模式[19][20]。本田在 2014 年春季上型上应用了此技术，如图 1.2 所示。
图 1.3 电机结构及转子内部展开图Fig.1.3 The motor structure and internal expansion of the rotor.2.2 国内研究现状在国内，启动/发电一体机机也受到了广泛的研究，并且与国外的研究重心相，主要是针对混合动力汽车进行启动/发电机一体化系统的开发，只有个别摩托车企和高校对摩托车用启动/发电一体机进行研究。长安汽车公司联合清华大学、重庆大学等高校及科研单位，开展研究与长安车匹配的启动/发电一体机。该 ISG 电机采用的是永磁方波同步电机，与 JL474Q1动机并联构成动力系统。ISG 电机满足混合动力汽车发电、电助力、启动的性能。耗降低了 20%~30%，同时也降低了汽车排放，续驶里程 500Km 以上，最大爬度可达 25%，提速性能与传统内燃机汽车不相上下，但是价格相比于同档次传汽车相比增加了 30%左右[22]。2002 年，东风汽车公司和西北工业大学共同研究了载重汽车稀土永磁启动/发一体机，该电机能够实现在 0.5s 内启动。此后，东风汽车又与中科院电工研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]电机转子位置传感器的评述与发展趋势[J]. 王骋,邓智泉,蔡骏,胡荣光. 微特电机. 2014(03)
[2]中国摩托车发展现状及未来发展趋势分析（1）[J]. 李娜,宋瑞. 摩托车技术. 2013(06)
[3]中国摩托车行业历史、现状及发展趋势[J]. 王亮. 科技与企业. 2013(02)
[4]摩托车用永磁无刷起动/发电机合一系统研究[J]. 崔巍,范洪伟,孙杰. 微电机. 2011(02)
[5]起动机与发动机的性能匹配[J]. 金巧兰. 重庆理工大学学报(自然科学版). 2010(12)
[6]摩托车二合一启动/发电机及控制系统研究[J]. 吴继平. 中国新技术新产品. 2010(01)
[7]开关磁阻电机驱动系统的发展及应用[J]. 李文海,庞庆平,陈巧芝. 节能技术. 2009(01)
[8]浅议汽车起动/发电一体化技术的现状与发展趋势[J]. 韩志刚,李晓巍. 黑龙江交通科技. 2007(12)
[9]嘉陵摩托车的电启动与油门电启动[J]. 陈国辉. 摩托车. 2005(06)
[10]谈摩托车电起动系统（2）[J]. 陈华新. 摩托车技术. 2001(07)
硕士论文
[1]低速纯电动汽车用永磁无刷直流电机设计研究[D]. 马明慧.湖南大学 2014
[2]电动车用大功率永磁同步发电机的研究[D]. 王莎莎.哈尔滨工业大学 2012
[3]永磁无刷电机控制器研制及控制算法研究[D]. 袁永春.杭州电子科技大学 2012
[4]18kW电励磁双凸极电机起动/发电一体化系统的研究[D]. 陈明.南京航空航天大学 2010
[5]汽车用飞轮离心式永磁起动发电机及控制技术研究[D]. 韩永伟.山东理工大学 2009
[6]混合动力汽车永磁无刷起动发电集成系统的比较研究[D]. 冉文.江苏大学 2008
[7]直流无刷电机控制技术研发[D]. 陈小永.中国石油大学 2008
[8]摩托车用永磁无刷直流电机起动/发电系统的研究[D]. 余劢.东南大学 2006
[9]双凸极起动/发电机系统一体化设计与实现[D]. 任海英.南京航空航天大学 2006
[10]ISG型混合动力长安汽车关键技术研究[D]. 杨雪梅.重庆大学 2004
本文编号：3143953
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