增程式电动汽车用内定子永磁同步发电机的设计及温度场分析
发布时间：2021-11-20 10:46
电动汽车一直面临续航能力不足的难题,增程式电动汽车因能大大的提高续航里程而备受关注。增程器用发电机作为增程式电动汽车中重要的供能设备,其性能直接影响增程式电动汽车的续航能力。随着电动汽车对续航能力和效率的要求越来越高,增程器用发电机需要满足结构紧凑、功率密度高、效率高等要求,对发电机的设计提出了许多新的挑战。以适用于小型商务车的发电机为研究对象,为实现结构紧凑、功率密度高的要求,本文设计一款内定子（外传子）式永磁同步发电机。首先,根据发电机的应用条件和设计要求,对内定子发电机的主要尺寸、磁路结构和机械结构进行详细的设计,并对关键零部件进行验证校核。经过设计计算,外转子外径和内径分别取270 mm和246.6 mm,内定子的外径和内径分别取245 mm和166 mm。电磁结构采用了32极24槽和一字式分段永磁体表贴于转子内壁的设计方案。然后,基于JMAG建立发电机磁场有限元计算模型,计算得到磁密分布、转矩、反电动势、齿槽转矩和效率等关键性能参数,并针对极端情况进行退磁分析。此外,建立了发电机温度场有限元仿真模型,求解计算得到发电机内部温度场分布情况,并对冷却水的进水温度和流量对内定子发电...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增程式电动汽车动力系统组成
第一章绪论图1-2燃料电池汽车动力系统组成混合动力汽车是由两种及以上的动力驱动系统提供车辆行驶的动力支持的，其广泛指的是油电混合动力汽车，既能降低能源的消耗和污染尾气的排放，也能弥补电动汽车电池能量方面的不足和缺陷[13]，在市场中相当受欢迎。增程式电动汽车是一种通过配置一个由发动机和发电机构成的增程器，在动力电池荷电状态下降至一定限度时给电池充电，从而给车辆提供能量的新能源汽车[14]，如图1-1所示。其既能发挥纯电动汽车的优势，又能有效弥补其续航里程短的不足的问题。增程式电动车是一种介于混合动力汽车和纯电动车二者之间的一种车型，其虽然采用了发动机，但发动机主要是在电池能量不足时给电池充电用的，本质上属于纯电驱动的。增程式电动汽车能够充分发挥出驱动电机低速时扭矩大，发动机高速时功率输出稳定的优点，相比于传统燃油汽车和纯电动汽车，增程式电动汽车在充电方便时只使用电能，不消耗汽油，在电量不足时也能通过消耗汽油发电持续供应动力，具有续航里程强，节能显著，动力电池容量孝寿命长、安全性高以及对充电配套设施依赖性不高等优势。因此，增程式电动汽车技术目前已得到了业内的普遍认同，成为现阶段和中长期新能源汽车发展的重要方向。1.3增程式电动汽车国内外研究现状增程式电动汽车技术在国外已经取得实际应用，存在比较成熟的增程式电动汽车[15]。如通用公司的雪佛兰Volt车型是国际上第一款实现量产的增程式电动汽车[16,17]，如图3
第一章绪论（f）别克VELITE5图1-3国外增程式电动汽车在国内，增程式电动汽车技术也在一直在进步。奇瑞早在2010年就推出了最大续航里程达到350公里的瑞麟增程式电动汽车，如图1-4（a）所示。而广汽传祺在2015年推出GA5，如图1-4（b）也宣布进军增程式电动汽车领域。理想智造2018年推出了一款没有里程焦虑的电动车——理想智造ONE，如图1-4（c）所示，其在市区的续航里程能够超过1000公里。除此之外，吉利、比亚迪和北汽新能源等也已经在增程式电动汽车的研发中取得一定的成果。（a）奇瑞瑞麟（b）广汽传祺GA5（c）理想智造ONE及其动力系统图1-4国内增程式电动汽车5
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车用新型开关磁阻电机驱动系统[J]. 肖丽,董昊宇,高峰,张波,任旭鹤. 电气传动. 2018(07)
[2]永磁同步电机永磁体分块对涡流损耗的影响分析[J]. 刘朋鹏,张琪,何彪,黄苏融,陈世军. 电机与控制应用. 2018(06)
[3]新能源汽车驱动电机发展现状及趋势分析[J]. 张军,肖倩,孟庆阔. 汽车工业研究. 2018(06)
[4]电动汽车内嵌式永磁同步电机全速弱磁控制方法研究[J]. 高润泽,翟丽,苏丽伟. 交通节能与环保. 2016(05)
[5]纯电动汽车核心技术发展状况[J]. 李飞泉,田玉冬,邬建海. 汽车电器. 2016(08)
[6]电动汽车用永磁同步电机定子结构固有频率分析[J]. 李晓华,黄苏融,张琪. 中国电机工程学报. 2017(08)
[7]电动汽车轻量化技术研究现状与发展趋势[J]. 陈辛波,杭鹏,王叶枫. 汽车工程师. 2015(11)
[8]小型电动车用外转子永磁同步电动机的设计与分析[J]. 杨国龙,黄开胜,赖文海,肖庆优,王智翔,彭智乐. 微电机. 2015(10)
[9]宝马i3 W20发动机新技术剖析（一）[J]. 杨明. 汽车维修技师. 2015(08)
[10]车用永磁同步电机三维温度场分析[J]. 刘蕾,刘光复,刘马林,朱标龙. 中国机械工程. 2015(11)
博士论文
[1]高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算[D]. 江善林.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]电动汽车用变绕组异步电机建模与实验研究[D]. 吴敏.浙江大学 2017
[2]基于直流无刷电机的电动汽车驱动系统研究[D]. 王赛.安徽理工大学 2016
[3]永磁同步电机损耗计算及温度场分析[D]. 尹惠.哈尔滨工业大学 2015
[4]高功率密度永磁电机的损耗及温升特性的研究[D]. 黄旭珍.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3507161
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增程式电动汽车动力系统组成
第一章绪论图1-2燃料电池汽车动力系统组成混合动力汽车是由两种及以上的动力驱动系统提供车辆行驶的动力支持的，其广泛指的是油电混合动力汽车，既能降低能源的消耗和污染尾气的排放，也能弥补电动汽车电池能量方面的不足和缺陷[13]，在市场中相当受欢迎。增程式电动汽车是一种通过配置一个由发动机和发电机构成的增程器，在动力电池荷电状态下降至一定限度时给电池充电，从而给车辆提供能量的新能源汽车[14]，如图1-1所示。其既能发挥纯电动汽车的优势，又能有效弥补其续航里程短的不足的问题。增程式电动车是一种介于混合动力汽车和纯电动车二者之间的一种车型，其虽然采用了发动机，但发动机主要是在电池能量不足时给电池充电用的，本质上属于纯电驱动的。增程式电动汽车能够充分发挥出驱动电机低速时扭矩大，发动机高速时功率输出稳定的优点，相比于传统燃油汽车和纯电动汽车，增程式电动汽车在充电方便时只使用电能，不消耗汽油，在电量不足时也能通过消耗汽油发电持续供应动力，具有续航里程强，节能显著，动力电池容量孝寿命长、安全性高以及对充电配套设施依赖性不高等优势。因此，增程式电动汽车技术目前已得到了业内的普遍认同，成为现阶段和中长期新能源汽车发展的重要方向。1.3增程式电动汽车国内外研究现状增程式电动汽车技术在国外已经取得实际应用，存在比较成熟的增程式电动汽车[15]。如通用公司的雪佛兰Volt车型是国际上第一款实现量产的增程式电动汽车[16,17]，如图3
第一章绪论（f）别克VELITE5图1-3国外增程式电动汽车在国内，增程式电动汽车技术也在一直在进步。奇瑞早在2010年就推出了最大续航里程达到350公里的瑞麟增程式电动汽车，如图1-4（a）所示。而广汽传祺在2015年推出GA5，如图1-4（b）也宣布进军增程式电动汽车领域。理想智造2018年推出了一款没有里程焦虑的电动车——理想智造ONE，如图1-4（c）所示，其在市区的续航里程能够超过1000公里。除此之外，吉利、比亚迪和北汽新能源等也已经在增程式电动汽车的研发中取得一定的成果。（a）奇瑞瑞麟（b）广汽传祺GA5（c）理想智造ONE及其动力系统图1-4国内增程式电动汽车5
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车用新型开关磁阻电机驱动系统[J]. 肖丽,董昊宇,高峰,张波,任旭鹤. 电气传动. 2018(07)
[2]永磁同步电机永磁体分块对涡流损耗的影响分析[J]. 刘朋鹏,张琪,何彪,黄苏融,陈世军. 电机与控制应用. 2018(06)
[3]新能源汽车驱动电机发展现状及趋势分析[J]. 张军,肖倩,孟庆阔. 汽车工业研究. 2018(06)
[4]电动汽车内嵌式永磁同步电机全速弱磁控制方法研究[J]. 高润泽,翟丽,苏丽伟. 交通节能与环保. 2016(05)
[5]纯电动汽车核心技术发展状况[J]. 李飞泉,田玉冬,邬建海. 汽车电器. 2016(08)
[6]电动汽车用永磁同步电机定子结构固有频率分析[J]. 李晓华,黄苏融,张琪. 中国电机工程学报. 2017(08)
[7]电动汽车轻量化技术研究现状与发展趋势[J]. 陈辛波,杭鹏,王叶枫. 汽车工程师. 2015(11)
[8]小型电动车用外转子永磁同步电动机的设计与分析[J]. 杨国龙,黄开胜,赖文海,肖庆优,王智翔,彭智乐. 微电机. 2015(10)
[9]宝马i3 W20发动机新技术剖析（一）[J]. 杨明. 汽车维修技师. 2015(08)
[10]车用永磁同步电机三维温度场分析[J]. 刘蕾,刘光复,刘马林,朱标龙. 中国机械工程. 2015(11)
博士论文
[1]高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算[D]. 江善林.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]电动汽车用变绕组异步电机建模与实验研究[D]. 吴敏.浙江大学 2017
[2]基于直流无刷电机的电动汽车驱动系统研究[D]. 王赛.安徽理工大学 2016
[3]永磁同步电机损耗计算及温度场分析[D]. 尹惠.哈尔滨工业大学 2015
[4]高功率密度永磁电机的损耗及温升特性的研究[D]. 黄旭珍.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3507161
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