电动汽车用高扭矩密度永磁电机的设计与分析
发布时间：2021-12-02 17:17
随着汽车数量的急剧增加,石油的进口依存度持续增长,能源危机和环境污染已经成为我国面临的两大难题。与传统燃油车相比,新能源电动汽车由于其低排放的特点而成为研究热点。因此,我国也相应地推出了一系列政策和措施,以推动电动汽车行业的发展。驱动电机作为电动汽车驱动系统的核心部件,需要满足汽车高过载能力、宽调速范围以及高效率的要求。永磁同步电机由于具有良好的性能,成为电动汽车驱动电机的主要选择。本文以电动汽车驱动用永磁同步电机为研究对象,以高转矩密度为目标进行设计与优化,并分析校核了其机械强度和效率。首先根据电动汽车的参数和动力性要求,得到汽车的驱动需求,并确定电机的转速-转矩输出特性。基于高转矩密度的目标,选择电机的整体结构,包括极槽配合、定子槽结构和永磁体布置结构。在此基础上,使用电磁负荷预取法计算定子内径及轴向长度,并对其它主要参数进行了设计和计算。接着基于永磁同步电机的简化模型分析了电机的电磁转矩,研究了电磁转矩各部分对平均转矩和转矩波动的影响,并推导了谐波所引起的转矩含量。基于所设计和计算的参数,建立了电机的二维初始模型,并进行空载仿真分析和负载仿真分析,得到了电机的转矩性能,与解析分析...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１我国石油的对外依存度??在环境问题和能源短缺的共同压力下，节能环保产品越来越受到人们的关注，而新??正是这一，也重
硕士学位论文??善國??（ｄ）第四代普锐斯电机结构??图１．２丰田四代普锐斯混动汽车驱动电机定转子结构???表１．１丰田部分电动汽车驱动电机的性能参数???＂＂＂＂２００７Ｃａｍｒｙ２００８Ｌｓ６００ｈ??峰值功率／ｋＷ?５０?１０５?１６５?６０??峰值转矩／Ｎｍ?４００?２７０?３００?２０７??最高转速／ｒｐｍ?６０００?１４０００?１０２３０?１３５００??极数?／?槽数?８／４８?８／４８?８／４８?８／４８??高效区比例?约８５％?约８５％?约８７％?约８５％??冷却方式?油循环和水／乙二醇换热器（水冷）???除丰田外，本田、日产等日本厂商也都相应地推出了电动汽车产品。其中，本田公??司的２００５款Ａｃｃｏｒｄ混合动力汽车采用了?１６极２４槽的分数槽集中绕组永磁同步电机，??其定转子结构如图１．３（ａ）所示『１５】。该电机定子绕组采用了集中绕组结构，方便进行模块??化生产与安装，电机峰值转矩为１３６Ｎｍ，定转子总质量约为２７．４ｋｇ，最高效率可达到??９５％以上。而２０１４款Ａｃｃｏｒｄ电动汽车则采用了?８极４８槽交流永磁同步电机，峰值转??矩达３０７Ｎｍ，其转子硅钢片如图Ｌ３（ｂ）所示。??‘：：擎：辆，．?■?＇＇肩＾??（ａ）本田２００５款Ａｃｃｏｒｄ驱动电机结构?（ｂ）本田２０１４款Ａｃｃｏｒｄ驱动电机转子结构??图１．３本田两代Ａｃｃｏｒｄ混动汽车驱动电机部分结构??美国的电动汽车研发相对日本较晚一些
本田、日产等日本厂商也都相应地推出了电动汽车产品。其中，本田公??司的２００５款Ａｃｃｏｒｄ混合动力汽车采用了?１６极２４槽的分数槽集中绕组永磁同步电机，??其定转子结构如图１．３（ａ）所示『１５】。该电机定子绕组采用了集中绕组结构，方便进行模块??化生产与安装，电机峰值转矩为１３６Ｎｍ，定转子总质量约为２７．４ｋｇ，最高效率可达到??９５％以上。而２０１４款Ａｃｃｏｒｄ电动汽车则采用了?８极４８槽交流永磁同步电机，峰值转??矩达３０７Ｎｍ，其转子硅钢片如图Ｌ３（ｂ）所示。??‘：：擎：辆，．?■?＇＇肩＾??（ａ）本田２００５款Ａｃｃｏｒｄ驱动电机结构?（ｂ）本田２０１４款Ａｃｃｏｒｄ驱动电机转子结构??图１．３本田两代Ａｃｃｏｒｄ混动汽车驱动电机部分结构??美国的电动汽车研发相对日本较晚一些，其感应电机的设计技术及控制策略的发展??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]双积分管理办法促进节能与新能源汽车发展[J]. 朱敏慧. 汽车与配件. 2017(28)
[2]2016全球电动汽车发展趋势[J]. 雷济宇,付钰淇. 电气时代. 2017(05)
[3]2016年国内外油气行业发展概述及2017年展望[J]. 刘朝全,姜学峰. 国际石油经济. 2017(01)
[4]航天用直驱式永磁伺服电机的轻型化技术[J]. 李勇,王亮,赵博,王骞,徐永向. 电机与控制学报. 2015(08)
[5]国内外电动汽车发展现状与趋势[J]. 刘卓然,陈健,林凯,赵英杰,许海平. 电力建设. 2015(07)
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[7]中外石油战略储备模式比较研究[J]. 孙梅,赵映梅,潘袁园,董秀成. 亚太经济. 2014(04)
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[9]分数槽集中绕组永磁交流伺服电动机不平衡磁拉力分析[J]. 莫会成,田园园. 微电机. 2012(09)
[10]汽车产业转型升级势在必行——《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》解读[J]. 聂美晨. 中国科技投资. 2012(15)
博士论文
[1]电枢超导型高温超导电机关键问题研究[D]. 宋彭.清华大学 2016
[2]空—空冷中型电机的流体场与温度场研究[D]. 胡田.沈阳工业大学 2016
[3]车用表贴式永磁同步电机全域损耗高效计算方法研究[D]. 吴晓鹏.北京理工大学 2016
[4]电动客车永磁同步电机设计与参数研究[D]. 符荣.西北工业大学 2015
[5]分数槽集中绕组永磁同步电机的若干问题研究[D]. 段世英.华中科技大学 2014
[6]高转矩永磁轮毂电机磁系统的研究[D]. 宫海龙.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]中国汽车产业出口竞争力分析[D]. 付丽娟.吉林大学 2017
[2]电动汽车用直驱式轮毂电机设计与研究[D]. 李银银.浙江大学 2017
[3]永磁同步电机谐波构成分析及优化设计[D]. 黄燕涛.华侨大学 2016
[4]全电飞机驱动电机轻量化设计与仿真研究[D]. 单曦.哈尔滨工业大学 2015
[5]电动车用三相永磁同步电机的设计与仿真优化[D]. 朱莉红.河北科技大学 2015
[6]分数槽集中绕组表贴式永磁同步电动机的设计[D]. 盖耀辉.哈尔滨理工大学 2015
[7]五相双定子永磁同步电机的优化设计与分析[D]. 李景琪.北京理工大学 2015
[8]电动汽车用永磁同步电动机的设计研究[D]. 邓春荣.华南理工大学 2014
[9]新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计[D]. 袁中胜.哈尔滨工业大学 2013
[10]电动汽车用永磁同步电机设计及关键技术研究[D]. 徐福增.沈阳工业大学 2012
本文编号：3528847
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１我国石油的对外依存度??在环境问题和能源短缺的共同压力下，节能环保产品越来越受到人们的关注，而新??正是这一，也重
硕士学位论文??善國??（ｄ）第四代普锐斯电机结构??图１．２丰田四代普锐斯混动汽车驱动电机定转子结构???表１．１丰田部分电动汽车驱动电机的性能参数???＂＂＂＂２００７Ｃａｍｒｙ２００８Ｌｓ６００ｈ??峰值功率／ｋＷ?５０?１０５?１６５?６０??峰值转矩／Ｎｍ?４００?２７０?３００?２０７??最高转速／ｒｐｍ?６０００?１４０００?１０２３０?１３５００??极数?／?槽数?８／４８?８／４８?８／４８?８／４８??高效区比例?约８５％?约８５％?约８７％?约８５％??冷却方式?油循环和水／乙二醇换热器（水冷）???除丰田外，本田、日产等日本厂商也都相应地推出了电动汽车产品。其中，本田公??司的２００５款Ａｃｃｏｒｄ混合动力汽车采用了?１６极２４槽的分数槽集中绕组永磁同步电机，??其定转子结构如图１．３（ａ）所示『１５】。该电机定子绕组采用了集中绕组结构，方便进行模块??化生产与安装，电机峰值转矩为１３６Ｎｍ，定转子总质量约为２７．４ｋｇ，最高效率可达到??９５％以上。而２０１４款Ａｃｃｏｒｄ电动汽车则采用了?８极４８槽交流永磁同步电机，峰值转??矩达３０７Ｎｍ，其转子硅钢片如图Ｌ３（ｂ）所示。??‘：：擎：辆，．?■?＇＇肩＾??（ａ）本田２００５款Ａｃｃｏｒｄ驱动电机结构?（ｂ）本田２０１４款Ａｃｃｏｒｄ驱动电机转子结构??图１．３本田两代Ａｃｃｏｒｄ混动汽车驱动电机部分结构??美国的电动汽车研发相对日本较晚一些
本田、日产等日本厂商也都相应地推出了电动汽车产品。其中，本田公??司的２００５款Ａｃｃｏｒｄ混合动力汽车采用了?１６极２４槽的分数槽集中绕组永磁同步电机，??其定转子结构如图１．３（ａ）所示『１５】。该电机定子绕组采用了集中绕组结构，方便进行模块??化生产与安装，电机峰值转矩为１３６Ｎｍ，定转子总质量约为２７．４ｋｇ，最高效率可达到??９５％以上。而２０１４款Ａｃｃｏｒｄ电动汽车则采用了?８极４８槽交流永磁同步电机，峰值转??矩达３０７Ｎｍ，其转子硅钢片如图Ｌ３（ｂ）所示。??‘：：擎：辆，．?■?＇＇肩＾??（ａ）本田２００５款Ａｃｃｏｒｄ驱动电机结构?（ｂ）本田２０１４款Ａｃｃｏｒｄ驱动电机转子结构??图１．３本田两代Ａｃｃｏｒｄ混动汽车驱动电机部分结构??美国的电动汽车研发相对日本较晚一些，其感应电机的设计技术及控制策略的发展??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]双积分管理办法促进节能与新能源汽车发展[J]. 朱敏慧. 汽车与配件. 2017(28)
[2]2016全球电动汽车发展趋势[J]. 雷济宇,付钰淇. 电气时代. 2017(05)
[3]2016年国内外油气行业发展概述及2017年展望[J]. 刘朝全,姜学峰. 国际石油经济. 2017(01)
[4]航天用直驱式永磁伺服电机的轻型化技术[J]. 李勇,王亮,赵博,王骞,徐永向. 电机与控制学报. 2015(08)
[5]国内外电动汽车发展现状与趋势[J]. 刘卓然,陈健,林凯,赵英杰,许海平. 电力建设. 2015(07)
[6]纯电动轿车驱动电机的选型分析[J]. 金灵,宋亮,耿冲,王琳琳. 汽车工程师. 2015(05)
[7]中外石油战略储备模式比较研究[J]. 孙梅,赵映梅,潘袁园,董秀成. 亚太经济. 2014(04)
[8]电动汽车电池进展[J]. 付甜甜. 电源技术. 2013(09)
[9]分数槽集中绕组永磁交流伺服电动机不平衡磁拉力分析[J]. 莫会成,田园园. 微电机. 2012(09)
[10]汽车产业转型升级势在必行——《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》解读[J]. 聂美晨. 中国科技投资. 2012(15)
博士论文
[1]电枢超导型高温超导电机关键问题研究[D]. 宋彭.清华大学 2016
[2]空—空冷中型电机的流体场与温度场研究[D]. 胡田.沈阳工业大学 2016
[3]车用表贴式永磁同步电机全域损耗高效计算方法研究[D]. 吴晓鹏.北京理工大学 2016
[4]电动客车永磁同步电机设计与参数研究[D]. 符荣.西北工业大学 2015
[5]分数槽集中绕组永磁同步电机的若干问题研究[D]. 段世英.华中科技大学 2014
[6]高转矩永磁轮毂电机磁系统的研究[D]. 宫海龙.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]中国汽车产业出口竞争力分析[D]. 付丽娟.吉林大学 2017
[2]电动汽车用直驱式轮毂电机设计与研究[D]. 李银银.浙江大学 2017
[3]永磁同步电机谐波构成分析及优化设计[D]. 黄燕涛.华侨大学 2016
[4]全电飞机驱动电机轻量化设计与仿真研究[D]. 单曦.哈尔滨工业大学 2015
[5]电动车用三相永磁同步电机的设计与仿真优化[D]. 朱莉红.河北科技大学 2015
[6]分数槽集中绕组表贴式永磁同步电动机的设计[D]. 盖耀辉.哈尔滨理工大学 2015
[7]五相双定子永磁同步电机的优化设计与分析[D]. 李景琪.北京理工大学 2015
[8]电动汽车用永磁同步电动机的设计研究[D]. 邓春荣.华南理工大学 2014
[9]新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计[D]. 袁中胜.哈尔滨工业大学 2013
[10]电动汽车用永磁同步电机设计及关键技术研究[D]. 徐福增.沈阳工业大学 2012
本文编号：3528847
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