轮毂电机嵌入式电磁驻车制动设计与仿真

根据电磁理论和电磁制动器的工作原理,设计了一种能耗低、嵌入式轮毂电机内部的电磁断电制动新型结构,并且提出了分析计算方法。对电磁制动器进行了磁路分析,建立了数学模型。通过Ansoft软件建立了三维有限元模型,对电磁制动器的电磁性能和工作特性进行分析,并对电磁制动器工作过程进行动态仿真研究。分析了电磁制动器内部复杂的磁场强度分布和电密分布等,得到了激励绕组电流、电磁力与工作气隙以及衔铁位移等变化曲线。电磁吸力的实验结果与仿真计算结果一致,表明电磁有限元方法分析电磁制动器的电磁性能是准确可靠的,能满足电动代步车驻车制动系统的灵敏性、可靠性和特殊要求。     

直驱式电动车不同起步模式对比研究

在轮毂直驱式电动车传动系中引入离合器,本文提出一种电机与车身负载起动过程分离的起步模式。不受普通汽车固定怠速的限制,轮驱电机具有良好的无级变速特性,可根据路况与载荷需求,动态调整离合器切入负载转速,实现无堵转的电机带载起步过程。本文首先对驱动电机,离合器和车身负载组成的传动系进行建模,进而讨论了影响起动电流和驾乘舒适感的因素。相应地,对紧固连接方式下直接起步和柔性连接方式下离合起步进行仿真与实验,结果表明电动车用离合起步模式的有效性和缓释起步过程中的电磁和机械冲击方面的积极作用。     

轮毂电机用新型电磁离合器起步模式

在轮毂直驱式电动车传动系中引入离合器,提出一种电机与车身负载起动过程分离的起步模式。不受普通汽车固定怠速的限制,轮驱电机具有良好的无级变速特性,可根据路况与载荷需求,动态调整离合器切入负载转速,实现无堵转的电机带载起步过程。首先对驱动电机,离合器和车身负载组成的传动系进行建模,进而讨论了影响起动电流和驾乘舒适感的因素。相应地,对紧固连接方式下直接起步和柔性连接方式下离合起步进行仿真与实验。结果表明电动车用离合起步模式的有效性和缓释起步过程中的电磁和机械冲击方面的积极作用。     

基于改进遗传算法的微型电动车轮毂电机优化设计

为了获得高效率和低成本的微型电动车轮毂电机,优化设计一种新型驱动轮毂电机。介绍简单遗传算法和模式搜索法在驱动轮毂电机优化设计中的应用,针对它们优化设计效果不显著的缺点,提出一种改进的遗传算法。在对微型电动车轮毂电机进行研究的基础上,针对驱动轮毂电机设计特点,重新建立驱动轮毂电机优化设计数学模型,并以实例进行优化计算。研究结果表明:驱动轮毂电机的效率提高,成本降低,能满足微型电动车对驱动轮毂电机的使用要求,因此,对于驱动轮毂电机的优化设计,改进遗传算法是一种比较理想的算法,具有广阔的工程应用价值。     

汽车空调电磁离合器皮带轮减重槽ANSYS电磁优化

为探究汽车空调用电磁离合器皮带轮上减重槽的加工位置、切槽深度和宽度对电磁离合器产生电磁吸力大小的影响,建立了该离合器的有限元优化计算模型,在忽略了影响计算精度的部分不规则结构后,根据单一变量原则,借助有限元软件ANSYS电磁分析模块,计算得到了该电磁离合器在各单一因素影响下的电磁吸力变化规律,给出了皮带轮减重槽的加工位置和尺寸的优先选取值.结果表明:为了在实际加工时能较多地切除材料并保证精度,在仅考量电磁吸力而不考虑结构刚度等因素的情况下,该电磁离合器皮带轮的减重槽可以偏向皮带轮内测加工,减重槽切槽宽度可选择为6 mm,切槽深度可选择为7 mm.     

量子遗传算法在永磁同步轮毂电机优化设计中的应用

量子遗传算法具有种群规模小而不影响算法性能、收敛速度快和全局搜索能力强等优点。为了获得高功率密度和低成本的电动车用轮毂电机,基于量子遗传算法,针对研究设计的一种外转子永磁同步轮毂电机,以电机有效质量、材料成本和功率损耗为优化目标,建立了包含8个设计变量和5个约束的数学模型,对电机进行优化设计。研究结果表明:永磁同步轮毂电机有效质量、材料成本和功率损耗降低,效率特性提升,有限元分析结果与量子遗传算法计算结果接近,能满足电动车对驱动轮毂电机的使用要求,因此,量子遗传算法对于轮毂电机优化设计是有效可行的。     

轮毂电机电动车流场特性数值计算

建立了四轮轮毂电机驱动电动车的仿真模型,并在考虑前端进气,车轮旋转以及地面效应影响情况下,得到了最接近真实情况下电动车行驶时的外流场及轮边流场。对轮边驱动结构给流场带来的影响以及轮毂电机通风散热条件进行了分析。所得结果对轮边驱动电动车空气动力学性能优化以及轮边系统热管理提供了重要依据。     

四驱电动车经济性改善的最优转矩分配控制

阐述了转矩分配控制实现四轮驱动电动车经济性改善的思路，采用效率最大化方法优化确定了转矩分配系数矩阵作为最优转矩分配控制策略核心，针对各种驾驶循环进行了能量消耗的仿真分析，仿真分析表明，最优转矩分配控制方法能够明显减少驱动能量消耗，增加反馈制动能量回收，总体能效提高约3％，同时能够大大降低轮毂电机的发热功率，延长其使用寿命，转矩分配最优化的控制方法能够应用于采用轮毂电机的纯电动车、前轴机械驱动，以及后轴电驱动的混合动力四轮驱动汽车的能量消耗经济性改善控制。     

集成驱动式结构的永磁同步电机振动噪声特性

以电机-减速器集成化的电动车动力总成为研究对象,建立了动力总成有限元模型,并对比了有无减速器结构时的电机模态.分析了电动车动力总成振动噪声的产生机理,综合考虑齿轮动态啮合激励以及电机电磁激励,对动力总成进行动态响应数值仿真分析.通过频域分析研究了系统的振动噪声特性,得到了集成化结构对电机动态特性的影响.对动力总成进行声振试验,验证了理论与仿真分析所得结论的正确性.结果表明:集成减速器后,电机的模态和振动噪声特性均会发生变化.     

磁阻式电磁离合器的基本原理

针对一种磁阻式电磁离合器,结合磁阻式电机分析了它的基本结构和原理。采用分析电机常用的磁路法计算该电磁离合器的传动力矩．得到了离合器的基本计算公式。并使用AnsoftMaxwell软件建立3D模型,通过仿真分析得到离合器的传动力矩,验证公式计算法的准确性。这种磁阻式电磁离合器传动力矩大,损耗小,运行可靠。     

四轮独立驱动电动车制动能量回收控制策略研究

针对四轮独立驱动电动车在不同制动强度下的制动效能及制动稳定性,提出一种兼顾电池特性、电机特性和制动稳定性的四轮独立驱动电动车制动力分配策略。利用MATLAB和AVL-CRUISE建立控制模型及整车模型进行联合仿真;并进行实车试验。结果表明:制动力分配策略可有效地分配电机制动力和机械制动力;并满足制动效能、制动稳定性,且与I曲线的制动力分配策略相比,能够在低制动强度下多回收近12%的制动能量。     

电动汽车新型线控制动单元及其控制系统

针对电动汽车全电驱动特性,为提高其制动性能,设计了一种基于电磁直线执行器的全新线控制动单元——直驱电液制动单元.介绍了该制动单元的结构和原理,以某型制动器为基础,完成了样件改装和试制工作,并基于TMS320F2812数字信号处理器建立了制动单元控制和驱动系统,同时设计了双闭环抗干扰控制算法调控其制动力.试验结果表明,直驱电液制动单元响应迅速,能够准确调控制动力,具有良好的应用前景.     

新型多功能电动轮设计及整车动力性能仿真

为节约能源和保护环境,适应未来城市交通的要求,提出了一种用于电动汽车的集动力、悬架、制动和行驶为一体的高效紧凑的多功能电动轮系统。对轮毂电机、悬架和制动器进行了选型,形成了直接驱动型电动轮系统方案。结合城市道路条件和行车环境,确定了整车参数,进行了轮毂盘式永磁电机的结构设计和动力参数的计算。设计了基于MR阻尼器的车轮内装半主动悬架。把电动轮与四轮独立驱动电动汽车车体进行耦合,在电动汽车仿真软件ADVISOR基础上,建立整车动力学仿真模型,对整车进行了动力学仿真。结果表明,该车的动力性能与设计指标基本相符,能够适应城市的交通状况,电动轮驱动系统的设计方案是实用、可行的。     

基于电磁作用增加轮轨黏着力的仿真研究

针对列车牵引和制动时黏着力不足的问题,基于电磁作用原理提出一种安装在转向架上的新型电磁增黏装置。围绕高速旋转车轮,设置电磁线圈,建立电磁增黏装置基本结构模型,在车轮与钢轨之间形成电磁场,分析轮轨之间电磁作用力随列车速度的变化规律,以及电磁吸力对轮轨黏着力的影响。通过调整线圈高度和厚度比例及围绕车轮上下空间的布置,强化轮轨接触附近的磁场强度和磁力线分布,设计电磁增黏装置导磁外壳形式和气隙控制磁路的导向及作用范围,同时考虑车辆限界及安装条件,优化性能和结构参数。仿真结果表明,电磁增黏装置可以明显提高各个速度阶段轮轨之间垂向压力,增加轮轨黏着力;同时,通过调节两侧车轮压力,可提高列车运行平稳性。     

轮式驱动电动汽车驱动系统仿真

以轮式驱动电动汽车为研究对象,重点研究轮式驱动电动汽车的驱动系统,建立电机和轮胎的数学模型。以直流电机等效电路为基础建立电机数学模型,采用普遍参考的统一半经验指数建立轮胎模型。使用MATLAB软件进行动态仿真,得出电机转矩和轮胎侧向力、纵向力曲线,仿真结果表明模型正确,与理论分析相符。     

基于模糊逻辑的电动汽车制动力分配及能量回收控制策略研究

针对前轮驱动的电动汽车提出了一种基于模糊逻辑的制动力分配及能量回收控制策略。同时考虑了制动踏板行程、车速（电机转速）、电池荷电状态等对电动汽车制动力分配的影响,使动力分配更加合理,从而有效地回收制动能量,提高能量利用率。仿真结果表明了该控制策略的有效性和优越性。     

新型齿形带式制动器制动特性研究

为提升电驱动履带车辆动力性与经济性，设计并研制了新型齿形带式制动器以替代行星变速机构中的湿式多片离合器. 依据齿形带式制动器结构与工作原理，建立了制动过程的数值模型，研究了制动过程中制动鼓转角、转速和制动力矩等参数变化规律. 同时搭建齿形带式制动器试验台架验证了方案可行性和数值模型的正确性. 结果表明，制动鼓初始转速直接影响制动时间和制动力矩大小，且初始转速越高，制动时间越短，制动力矩相应增大. 相比原有装置，新结构方案提升了制动转速范围，具有更优的工作可靠性和使用前景.      

电磁耦合混合动力公交车整车控制策略及参数匹配

设计了一种新的基于动力伺服的电磁耦合强混合动力公交车方案,可使发动机一直运行在最佳经济运行线上而不受轮边负荷约束,从而达到节油目的.此系统采用双电机取代了传统的机械离合器和手动变速箱,可同时起到电磁离合器和无级变速箱的作用.在分析系统结构、工作原理和确定整车控制策略的基础上,以目标车辆满足整车动力性指标和典型循环工况为前提,对发动机、双电机、蓄电池参数的设计依据和匹配进行了研究,并利用整车后向仿真模型验证了此方案,结果表明:0-60 km/h加速时间比传统目标车辆减少了16.5%;基于上海Xumin循环工况的燃油经济性提高了39.6%.     

集成式电子液压制动系统的复合制动协调控制

在电动汽车复合制动过渡工况中,针对液压制动力与电机制动力配合不好造成的冲击度问题,提出了双闭环反馈和电机力修正的协调策略.其中双闭环反馈策略依靠电机力来补偿液压系统的液压力跟踪误差,电机力修正策略的作用是让电机在过渡工况下始终具有补偿能力.结合集成式电子液压制动系统(I-EHB)进行仿真及硬件在环试验,试验结果表明所提出的策略能大幅减小制动力切换时的冲击度,提高车辆制动舒适性.